Enciclopedia escolar. Él dijo: "Vamos" Nombre 1 de la nave espacial.

Hace 100 años, los padres fundadores de la astronáutica apenas podían imaginar que las naves espaciales serían arrojadas a un vertedero después de un solo vuelo. No es de extrañar que los primeros diseños de barcos fueran reutilizables y, a menudo, alados. Por mucho tiempo- hasta el comienzo de los vuelos tripulados - compitieron en las mesas de dibujo de los diseñadores con los desechables Vostok y Mercury. Por desgracia, la mayoría de las naves espaciales reutilizables seguían siendo proyectos, y el único sistema reutilizable aceptado para funcionar (el transbordador espacial) resultó ser terriblemente caro y lejos de ser el más confiable. ¿Por qué pasó esto?

La ciencia espacial se basa en dos fuentes: la aviación y la artillería. El principio de la aviación requería reutilización y capacidad de vuelo, mientras que el principio de la artillería se inclinaba por el uso desechable de un "proyectil de cohete". Los cohetes de combate de los que surgió la astronáutica práctica eran, naturalmente, desechables.

En la práctica, los diseñadores se enfrentaron a toda una serie de problemas relacionados con el vuelo a alta velocidad, incluidas cargas mecánicas y térmicas extremadamente altas. A través de investigaciones teóricas, así como de prueba y error, los ingenieros pudieron seleccionar la forma óptima de la ojiva y materiales eficaces de protección contra el calor. Y cuando surgió en la agenda la cuestión del desarrollo de naves espaciales reales, los diseñadores se vieron ante la elección del concepto: construir un “avión” espacial o un dispositivo tipo cápsula, similar a la cabeza de una nave espacial intercontinental. misil balístico? Dado que la carrera espacial avanzaba a un ritmo vertiginoso, se optó por la solución más sencilla: después de todo, en cuestiones de aerodinámica y diseño, una cápsula es mucho más sencilla que un avión.

Rápidamente quedó claro que, al nivel técnico de aquellos años, era casi imposible hacer que una nave cápsula fuera reutilizable. La cápsula balística ingresa a la atmósfera a una velocidad tremenda y su superficie puede calentarse hasta 2500-3000 grados. Un avión espacial, que tiene una calidad aerodinámica bastante alta, experimenta casi la mitad de temperatura (1.300-1.600 grados) al descender de la órbita, pero en los años 1950-1960 aún no se habían creado materiales adecuados para su protección térmica. La única protección térmica efectiva en ese momento era un recubrimiento ablativo deliberadamente desechable: la sustancia de recubrimiento se fundía y se evaporaba de la superficie de la cápsula mediante el flujo de gas entrante, absorbiendo y eliminando el calor, que de otro modo habría causado un calentamiento inaceptable del descenso. vehículo.

Los intentos de colocar todos los sistemas en una sola cápsula (un sistema de propulsión con tanques de combustible, sistemas de control, soporte vital y suministro de energía) llevaron a un rápido aumento en la masa del dispositivo: que tamaños más grandes cápsulas, mayor es la masa del recubrimiento protector contra el calor (para lo cual, por ejemplo, se utilizaron laminados de fibra de vidrio impregnados con resinas fenólicas de una densidad bastante alta). Sin embargo, la capacidad de carga de los vehículos de lanzamiento de esa época era limitada. La solución se encontró en dividir el barco en compartimentos funcionales. El "corazón" del sistema de soporte vital del astronauta estaba alojado en una cabina de cápsula relativamente pequeña con protección térmica, y los bloques de los sistemas restantes se colocaron en compartimentos desmontables desechables, que naturalmente no tenían ninguna capa protectora contra el calor. Parece que los diseñadores se vieron impulsados ​​a tomar esta decisión por la pequeña capacidad de recursos de los principales sistemas de tecnología espacial. Por ejemplo, un motor de cohete líquido "vive" durante varios cientos de segundos, pero para aumentar su vida útil a varias horas, es necesario hacer un gran esfuerzo.

Antecedentes de barcos reutilizables
Uno de los primeros proyectos de transbordadores espaciales desarrollados técnicamente fue un avión cohete diseñado por Eugen Sänger. En 1929 eligió este proyecto para su tesis doctoral. Según la idea del ingeniero austriaco, que sólo tenía 24 años, el avión cohete debía entrar en la órbita terrestre baja, por ejemplo, para dar servicio a una estación orbital, y luego regresar a la Tierra usando alas. A finales de la década de 1930 y principios de la de 1940, en un instituto de investigación cerrado especialmente creado, llevó a cabo el desarrollo en profundidad de un avión cohete conocido como el "bombardero antípoda". Afortunadamente, el proyecto no se llevó a cabo en el Tercer Reich, pero se convirtió en el punto de partida de muchas obras de posguerra tanto en Occidente como en la URSS.

Así, en Estados Unidos, por iniciativa de V. Dornberger (jefe del programa V-2 en Alemania fascista), a principios de la década de 1950, se diseñó el cohete bombardero Bomi, cuya versión de dos etapas podía entrar en la órbita terrestre baja. En 1957, el ejército estadounidense comenzó a trabajar en el avión cohete DynaSoar. Se suponía que el dispositivo realizaría misiones especiales (inspección de satélites, operaciones de reconocimiento y ataque, etc.) y regresaría a la base durante un vuelo sin motor.

En la URSS, incluso antes del vuelo de Yuri Gagarin, se consideraron varias opciones para vehículos tripulados alados reutilizables, como el VKA-23 ( jefe de diseño V.M. Myasishchev), “136” (A.N. Tupolev), así como el proyecto de P.V. Tsybin, conocido como “lapotok”, desarrollado por orden de S.P. Reina.

En la segunda mitad de la década de 1960 en la URSS, en el OKB A.I. Mikoyan, bajo el liderazgo de G.E. Lozino-Lozinsky, se trabajó en el sistema aeroespacial reutilizable "Spiral", que consistía en un avión propulsor supersónico y un avión orbital puesto en órbita utilizando un acelerador de cohete de dos etapas. El avión orbital tenía básicamente el mismo tamaño y propósito que DynaSoar, pero difería en forma y detalles técnicos. También se consideró la opción de lanzar Spiral al espacio utilizando un vehículo de lanzamiento Soyuz.

Debido al insuficiente nivel técnico de aquellos años, ninguno de los numerosos proyectos de vehículos con alas reutilizables de los años 1950-1960 abandonó la etapa de diseño.

Primera encarnación

Y, sin embargo, la idea de la reutilización de la tecnología espacial y de cohetes resultó tenaz. A finales de la década de 1960, en Estados Unidos y algo más tarde en la URSS y Europa, se había acumulado bastante trabajo preliminar en el campo de la aerodinámica hipersónica y nuevos materiales estructurales y de protección térmica. Y la investigación teórica se apoyó en experimentos, incluidos vuelos de aviones experimentales, el más famoso de los cuales fue el estadounidense X-15.

En 1969, la NASA celebró los primeros contratos con empresas aeroespaciales estadounidenses para estudiar la apariencia del prometedor sistema de transporte espacial reutilizable Space Shuttle. Según las previsiones de la época, a principios de la década de 1980, se suponía que el flujo de carga entre la órbita terrestre y la Tierra alcanzaría hasta 800 toneladas por año, y los transbordadores debían realizar entre 50 y 60 vuelos al año, entregando naves espaciales para diversos fines. , así como tripulaciones, en órbita terrestre baja y carga para estaciones orbitales. Se esperaba que el costo de poner la carga en órbita no excedería los 1.000 dólares por kilogramo. Al mismo tiempo, se requería que el transbordador espacial pudiera devolver de la órbita cargas bastante grandes, por ejemplo, costosos satélites de varias toneladas para reparar en la Tierra. Cabe señalar que la tarea de devolver la carga desde la órbita es, en algunos aspectos, más difícil que lanzarla al espacio. Por ejemplo, en la nave espacial Soyuz, los cosmonautas que regresan de la Estación Espacial Internacional pueden llevar menos de cien kilogramos de equipaje.

En mayo de 1970, después de analizar las propuestas recibidas, la NASA eligió un sistema con dos etapas aladas y otorgó contratos para el desarrollo posterior del proyecto a los norteamericanos Rockwell y McDonnel Douglas. Con una masa de lanzamiento de aproximadamente 1.500 toneladas, se suponía que debía lanzar de 9 a 20 toneladas de carga útil a órbita baja. Se suponía que ambas etapas estaban equipadas con conjuntos de motores de oxígeno-hidrógeno con un empuje de 180 toneladas cada uno. Sin embargo, en enero de 1971, se revisaron los requisitos: la masa de lanzamiento aumentó a 29,5 toneladas y el peso de lanzamiento a 2265 toneladas. Según los cálculos, el lanzamiento del sistema no costó más de 5 millones de dólares, pero su desarrollo se estimó en 10 mil millones de dólares, más de lo que el Congreso de los Estados Unidos estaba dispuesto a asignar (no olvidemos que Estados Unidos estaba librando una guerra en Indochina). En ese tiempo).

La NASA y las empresas desarrolladoras se enfrentaron a la tarea de reducir el coste del proyecto al menos a la mitad. Esto no se pudo lograr en el marco de un concepto completamente reutilizable: era demasiado difícil desarrollar una protección térmica para etapas con tanques criogénicos voluminosos. Surgió la idea de hacer los tanques externos, desechables. Luego se abandonó la primera etapa alada en favor de propulsores de combustible sólido reutilizables. La configuración del sistema adquirió un aspecto familiar y su coste, unos 5.000 millones de dólares, estaba dentro de los límites especificados. Es cierto que los costos de lanzamiento aumentaron a 12 millones de dólares, pero esto se consideró bastante aceptable. Como bromeó amargamente uno de los desarrolladores: "El transbordador fue diseñado por contables, no por ingenieros".

El desarrollo a gran escala del transbordador espacial, confiado a la norteamericana Rockwell (más tarde Rockwell International), comenzó en 1972. Cuando el sistema se puso en funcionamiento (y el primer vuelo del Columbia tuvo lugar el 12 de abril de 1981, exactamente 20 años después de Gagarin), era en todos los aspectos una obra maestra tecnológica. Pero el coste de su desarrollo superó los 12 mil millones de dólares. ¡Hoy el coste de un lanzamiento alcanza la fantástica cifra de 500 millones de dólares! ¿Cómo es eso? Después de todo, ¿lo reutilizable, en principio, debería ser más barato que el desechable (al menos en términos de un vuelo)?

En primer lugar, las previsiones sobre el volumen de tráfico de mercancías no se cumplieron: resultó ser un orden de magnitud menor de lo esperado. En segundo lugar, el compromiso entre ingenieros y financieros no benefició la eficiencia del transbordador: ¡el costo de los trabajos de reparación y restauración de varias unidades y sistemas alcanzó la mitad del costo de su producción! La protección térmica cerámica única era especialmente costosa de mantener. Finalmente, el abandono de la primera etapa alada significó que hubo que organizar costosas operaciones de búsqueda y rescate para reutilizar los propulsores de cohetes sólidos.

Además, el transbordador sólo podía funcionar en modo tripulado, lo que aumentaba significativamente el coste de cada misión. La cabina con los astronautas no está separada del barco, por lo que en algunas partes del vuelo cualquier accidente grave está plagado de catástrofes con la muerte de la tripulación y la pérdida del transbordador. Esto ya ha sucedido dos veces: con el Challenger (28 de enero de 1986) y con el Columbia (1 de febrero de 2003). El último desastre ha cambiado la actitud hacia el programa del transbordador espacial: después de 2010, los transbordadores serán retirados de servicio. Serán reemplazados por los Orion, que recuerdan mucho a su abuelo, la nave espacial Apolo, y tienen una cápsula de tripulación reutilizable y recuperable.

Hermes, Francia/ESA, 1979-1994. Un avión orbital lanzado verticalmente por un cohete Ariane 5, aterrizando horizontalmente con una maniobra lateral de hasta 1.500 km. Masa de lanzamiento - 700 toneladas, etapa orbital - 10-20 toneladas Tripulación - 3-4 personas, carga de lanzamiento - 3 toneladas, carga de regreso - 1,5 toneladas

Lanzaderas de nueva generación

Desde el inicio del programa del Transbordador Espacial, se han hecho repetidos intentos de crear nuevas naves espaciales reutilizables en todo el mundo. El proyecto Hermes comenzó a desarrollarse en Francia a finales de los años 1970, y luego continuó dentro de la Agencia Espacial Europea. Este pequeño avión espacial, que recuerda mucho al proyecto DynaSoar (y al Clipper que se está desarrollando en Rusia), sería puesto en órbita por un cohete prescindible Ariane 5, transportando a varios miembros de la tripulación y hasta tres toneladas de carga a la estación orbital. A pesar de su diseño bastante conservador, "Hermes" resultó estar más allá de las fuerzas de Europa. En 1994 se cerró el proyecto, que costó unos 2.000 millones de dólares.

El proyecto de avión aeroespacial no tripulado HOTOL (Despegue y Aterrizaje Horizontal), propuesto en 1984 por British Aerospace, parecía mucho más fantástico. Según el plan, este vehículo alado de una sola etapa debía estar equipado con un sistema de propulsión único que licuaría el oxígeno del aire durante el vuelo y lo utilizaría como oxidante. El hidrógeno sirvió como combustible. La financiación gubernamental para la obra (tres millones de libras esterlinas) cesó después de tres años debido a la necesidad de grandes costes para demostrar el concepto de un motor inusual. Una posición intermedia entre el “revolucionario” HOTOL y el conservador “Hermes” la ocupa el proyecto del sistema aeroespacial Sanger, desarrollado a mediados de los años 80 en Alemania. La primera etapa fue un avión propulsor hipersónico con motores turborreactores combinados. Después de alcanzar 4-5 velocidades del sonido, el avión aeroespacial tripulado "Horus" o la plataforma de carga prescindible "Kargus" despegaron desde su parte trasera. Sin embargo, este proyecto no salió de la etapa “en papel”, principalmente por razones financieras.

El "Buran" soviético fue presentado en la prensa nacional (y extranjera) como un éxito incondicional. Sin embargo, tras realizar un único vuelo no tripulado el 15 de noviembre de 1988, este barco se hundió en el olvido. Para ser justos, hay que decir que Buran resultó no ser menos perfecto que el transbordador espacial. Y en términos de seguridad y versatilidad de uso, incluso superó a su competidor extranjero. A diferencia de los estadounidenses, los especialistas soviéticos no se hacían ilusiones sobre la eficacia del sistema reutilizable: los cálculos demostraron que un cohete desechable era más eficaz. Pero a la hora de crear el Buran, otro aspecto fue clave: el transbordador soviético se desarrolló como un sistema espacial militar. Con el final " guerra Fría“Este aspecto ha pasado a un segundo plano, lo que no se puede decir sobre la viabilidad económica. Pero Buran lo pasó mal: su lanzamiento fue como el lanzamiento simultáneo de un par de cientos de vehículos de lanzamiento Soyuz. El destino de "Buran" estaba decidido.

Pros y contras

A pesar de que los nuevos programas para el desarrollo de naves espaciales reutilizables aparecen como hongos después de la lluvia, ninguno de ellos ha tenido éxito hasta el momento. Los proyectos antes mencionados Hermes (Francia, ESA), HOTOL (Gran Bretaña) y Sanger (Alemania) terminaron en nada. “Colgando” entre épocas MAKS es un sistema aeroespacial reutilizable soviético-ruso. También fracasaron los programas NASP (National Aerospace Plane) y RLV (Reusable Launch Vehicle), otro intento estadounidense de crear un MTKS de segunda generación para sustituir al transbordador espacial. ¿Cuál es la razón de tan poco envidiable constancia?

MAX, URSS/Rusia, desde 1985. Sistema de lanzamiento aéreo reutilizable, aterrizaje horizontal. Peso de despegue - 620 toneladas, segunda etapa (con tanque de combustible) - 275 toneladas, avión orbital - 27 toneladas, tripulación - 2 personas, carga útil - hasta 8 toneladas. Según los desarrolladores (NPO Molniya), MAX es el más cercano a la implementación del proyecto de barco reutilizable

En comparación con un vehículo de lanzamiento desechable, la creación de un vehículo reutilizable "clásico" sistema de transporte es extremadamente caro. Los problemas técnicos de los sistemas reutilizables pueden resolverse por sí mismos, pero el coste de solucionarlos es muy elevado. Aumentar la frecuencia de uso a veces requiere un aumento muy significativo de masa, lo que conduce a un aumento de coste. Para compensar el aumento de masa, se toman (y a menudo se inventan desde cero) materiales estructurales y de protección térmica ultraligeros y ultrafuertes (y más caros), así como motores con parámetros únicos. Y el uso de sistemas reutilizables en el campo de las velocidades hipersónicas poco estudiadas requiere costes importantes para la investigación aerodinámica.

Y, sin embargo, esto no significa que los sistemas reutilizables, en principio, no puedan amortizarse por sí solos. La situación cambia con una gran cantidad de salidas. Digamos que el costo de desarrollo del sistema es de 10 mil millones de dólares. Luego, con 10 vuelos (sin costes de mantenimiento entre vuelos), el coste de desarrollo de mil millones de dólares se atribuirá a un solo lanzamiento, pero con mil vuelos, ¡sólo 10 millones! Sin embargo, debido a la reducción general de la “actividad espacial humana”, tal cantidad de lanzamientos sólo es imaginable... Entonces, ¿podemos renunciar a los sistemas reutilizables? No todo es tan sencillo aquí.

En primer lugar, no se puede descartar el crecimiento de la “actividad cósmica de la civilización”. El nuevo mercado del turismo espacial ofrece algunas esperanzas. Quizás, al principio, tendrán demanda barcos pequeños y medianos del tipo "combinado" (versiones reutilizables de los desechables "clásicos"), como el Hermes europeo o, lo que está más cerca de nosotros, el Clipper ruso. Son relativamente simples y pueden lanzarse al espacio utilizando vehículos de lanzamiento desechables convencionales (incluidos, posiblemente, existentes). Sí, tal esquema no reduce los costos de entrega de carga al espacio, pero permite reducir los costos de la misión en su conjunto (incluida la eliminación de la carga de la producción en serie de barcos por parte de la industria). Además, los vehículos con alas pueden reducir drásticamente las sobrecargas que afectan a los astronautas durante el descenso, lo que constituye una ventaja indudable.

En segundo lugar, y esto es especialmente importante para Rusia, el uso de etapas aladas reutilizables permite eliminar las restricciones en el azimut de lanzamiento y reducir los costos de las zonas de exclusión asignadas para los campos de impacto de los fragmentos del vehículo de lanzamiento.

"Clipper", Rusia, desde 2000. Se está desarrollando una nueva nave espacial con cabina reutilizable para transportar tripulación y carga a la órbita terrestre baja y a la estación orbital. Lanzamiento vertical mediante cohete Soyuz-2, aterrizaje horizontal o en paracaídas. Tripulación: 5-6 personas, peso de lanzamiento del barco: hasta 13 toneladas, peso de aterrizaje: hasta 8,8 toneladas Fecha prevista del primer vuelo orbital tripulado: 2015

Motores hipersónicos
Algunos expertos consideran que los motores ramjet hipersónicos (motores scramjet) o, como se les llama más a menudo, motores ramjet con combustión supersónica, son el tipo de sistema de propulsión más prometedor para aviones aeroespaciales reutilizables con despegue horizontal. El diseño del motor es extremadamente simple: no tiene compresor ni turbina. El flujo de aire se comprime a través de la superficie del dispositivo, así como a través de una entrada de aire especial. Normalmente, la única parte móvil del motor es la bomba de combustible.

La característica principal de un scramjet es que a velocidades de vuelo seis o más veces la velocidad del sonido, el flujo de aire no tiene tiempo de disminuir la velocidad en el tracto de admisión a una velocidad subsónica y la combustión debe ocurrir en un flujo supersónico. Y esto presenta ciertas dificultades: normalmente el combustible no tiene tiempo de quemarse en tales condiciones. Durante mucho tiempo se creyó que el único combustible adecuado para los motores scramjet era el hidrógeno. Es cierto, en Últimamente También se han obtenido resultados alentadores con combustibles como el queroseno.

A pesar de que los motores hipersónicos se han investigado desde mediados de la década de 1950, todavía no se ha fabricado ni un solo modelo de vuelo de tamaño completo: la complejidad de calcular los procesos dinámicos del gas durante velocidades hipersónicas requiere costosos experimentos de vuelo a gran escala. Además, los materiales resistentes al calor que son resistentes a la oxidación durante altas velocidades, así como un sistema optimizado de suministro de combustible y refrigeración en vuelo para el scramjet.

Un inconveniente importante de los motores hipersónicos es que no pueden funcionar desde el principio; el vehículo debe ser acelerado a velocidades supersónicas mediante otros motores, por ejemplo, los turborreactores convencionales. Y, por supuesto, un motor scramjet sólo funciona en la atmósfera, por lo que necesitarás un motor de cohete para entrar en órbita. La necesidad de instalar varios motores en un dispositivo complica significativamente el diseño de un avión aeroespacial.

Multiplicidad multifacética

Las opciones para la implementación constructiva de sistemas reutilizables son muy diversas. Cuando se habla de ellos, no hay que limitarse sólo a los barcos, también hay que decir acerca de los transportistas reutilizables: los sistemas espaciales de transporte reutilizables de carga (MTKS). Evidentemente, para reducir el coste de desarrollo de MTKS, es necesario crear sistemas no tripulados y no sobrecargarlos con funciones redundantes, como las del transbordador. Esto simplificará y aligerará significativamente el diseño.

Desde el punto de vista de la facilidad de operación, los sistemas de una sola etapa son los más atractivos: teóricamente, son mucho más confiables que los sistemas de varias etapas y no requieren zonas de exclusión (por ejemplo, el proyecto VentureStar, creado en los EE. UU. bajo el programa RLV a mediados de los años 1990). Pero su implementación está “al borde de lo posible”: para crearlos es necesario reducir el peso relativo de la estructura en al menos un tercio en comparación con los sistemas modernos. Sin embargo, los sistemas reutilizables de dos etapas también pueden tener características de rendimiento bastante aceptables si utilizan primeras etapas aladas que regresan al lugar de lanzamiento como un avión.

En general, los MTKS, en una primera aproximación, se pueden clasificar según los métodos de lanzamiento y aterrizaje: horizontal y vertical. A menudo se piensa que los sistemas de lanzamiento horizontales tienen la ventaja de no requerir estructuras de lanzamiento complejas. Sin embargo, los aeródromos modernos no son capaces de recibir vehículos que pesen más de 600 a 700 toneladas, lo que limita significativamente las capacidades de los sistemas de lanzamiento horizontal. Además, es difícil imaginar un sistema espacial alimentado con cientos de toneladas de componentes de combustible criogénico entre los aviones civiles que despegan y aterrizan en el aeródromo a tiempo. Y si tenemos en cuenta los requisitos de nivel de ruido, resulta obvio que todavía será necesario construir aeródromos separados de alta calidad para los portaaviones con lanzamiento horizontal. Por tanto, el despegue horizontal no tiene ventajas significativas sobre el despegue vertical. Pero al despegar y aterrizar verticalmente, se pueden abandonar las alas, lo que simplifica y reduce significativamente el coste de diseño, pero al mismo tiempo complica la aproximación precisa al aterrizaje y conduce a un aumento de las sobrecargas durante el descenso.

Como sistemas de propulsión MTKS se consideran tanto los tradicionales motores de cohetes de propulsión líquida (LPRE) como diversas opciones y combinaciones de chorros de aire (ARE). Entre estos últimos se encuentran los motores turbo de flujo directo, que pueden acelerar el vehículo “desde parado” hasta una velocidad correspondiente a un número de Mach de 3,5-4,0, los de flujo directo con combustión subsónica (funcionan de M=1 a M=6 ), de flujo directo con combustión supersónica (de M = 6 a M = 15, y según estimaciones optimistas de los científicos estadounidenses, incluso hasta M = 24) y cohetes estatorreactores, capaces de operar en todo el rango de velocidades de vuelo, desde cero a orbital.

Los motores a reacción son un orden de magnitud más económicos que los motores de cohetes (debido a la falta de un oxidante a bordo del vehículo), pero al mismo tiempo tienen un peso específico de un orden de magnitud mayor, así como restricciones muy serias en velocidad de vuelo y altitud. Para uso racional Se requiere que el motor a reacción vuele a presiones de alta velocidad, protegiendo al mismo tiempo la estructura de cargas aerodinámicas y sobrecalentamiento. Es decir, al ahorrar combustible, el componente más barato del sistema, los VRD aumentan el peso de la estructura, que es mucho más cara. Sin embargo, los VRD probablemente encontrarán aplicación en vehículos de lanzamiento horizontales reutilizables relativamente pequeños.

Los más realistas, es decir, sencillos y relativamente baratos de desarrollar, son quizás dos tipos de sistemas. El primero es como el ya mencionado "Clipper", en el que sólo el vehículo reutilizable alado tripulado (o la mayor parte) resultó ser fundamentalmente nuevo. Aunque el pequeño tamaño crea ciertas dificultades en términos de protección térmica, reduce los costes de desarrollo. Los problemas técnicos de estos dispositivos están prácticamente resueltos. Así que Clipper es un paso en la dirección correcta.

El segundo son los sistemas de lanzamiento vertical con dos etapas de misiles de crucero que pueden regresar de forma independiente al lugar de lanzamiento. Durante su construcción no se esperan problemas técnicos especiales y probablemente se pueda seleccionar un complejo de lanzamiento adecuado entre los ya construidos.

En resumen, podemos suponer que el futuro de los sistemas espaciales reutilizables no estará despejado. Tendrán que defender su derecho a existir en una dura lucha con misiles desechables primitivos, pero fiables y baratos.

Dmitri Vorontsov, Ígor Afanasyev

La URSS ostentaba merecidamente el título de potencia espacial más poderosa del mundo. Los primeros satélites lanzados a la órbita terrestre, Belka y Strelka, el vuelo del primer hombre al espacio, más de buenas razones para esto. Pero hubo avances científicos y tragedias desconocidas en la historia espacial soviética. público en general. Se discutirán en nuestra revisión.

1. Estación interplanetaria “Luna-1”

Durante el vuelo a la Luna, se llevó a cabo un experimento para crear un "cometa artificial": la estación liberó una nube de vapor de sodio que brilló durante varios minutos y permitió observar la estación desde la Tierra como una estrella de sexta magnitud. Curiosamente, Luna-1 fue al menos el quinto intento de la URSS de lanzar una nave espacial para Satélite natural Tierra, los primeros 4 terminaron en fracaso. Las señales de radio de la estación cesaron tres días después del lanzamiento. Posteriormente, en 1959, la sonda Luna 2 alcanzó la superficie de la Luna y realizó un aterrizaje forzoso.

El lanzamiento inicial fue bien, pero después de una semana se perdió la comunicación con la sonda (presumiblemente debido al sobrecalentamiento del sensor de dirección al Sol). Como resultado, la estación no controlada pasó a 100.000 kilómetros de Venus.

Luna 3, lanzada el 4 de octubre de 1959, fue la tercera nave espacial enviada con éxito a la Luna. A diferencia de las dos sondas Luna anteriores, esta estaba equipada con una cámara diseñada para fotografiar la cara oculta de la Luna por primera vez en la historia. Desafortunadamente, la cámara era primitiva y compleja, por lo que las fotografías resultaron ser de mala calidad.

El transmisor de radio era tan débil que los primeros intentos de transmitir imágenes a la Tierra fracasaron. Cuando la estación se acercó a la Tierra, después de haber volado alrededor de la Luna, se obtuvieron 17 fotografías en las que los científicos descubrieron que el lado "invisible" de la Luna es montañoso, en contraste con el que está orientado hacia la Tierra.

4. Primer aterrizaje exitoso en otro planeta.

El 17 de agosto de 1970 se lanzó la estación espacial de investigación automática "Venera-7", que debía aterrizar un módulo de descenso en la superficie de Venus. Para sobrevivir en la atmósfera de Venus el mayor tiempo posible, el módulo de aterrizaje estaba hecho de titanio y equipado con aislamiento térmico (se suponía que la presión en la superficie podría alcanzar las 100 atmósferas, la temperatura - 500 ° C y la velocidad del viento en la superficie - 100 m/s).

La estación llegó a Venus y el aparato inició su descenso. Sin embargo, el paracaídas de frenado del vehículo de descenso se rompió, después de lo cual cayó durante 29 minutos y finalmente se estrelló contra la superficie de Venus. Se creía que el dispositivo no podría sobrevivir a tal impacto, pero un análisis posterior de las señales de radio grabadas mostró que la sonda estuvo transmitiendo lecturas de temperatura desde la superficie durante 23 minutos después del aterrizaje forzoso.

5. El primer objeto artificial en la superficie de Marte.

“Mars-2” y “Mars-3” son dos estaciones interplanetarias gemelas automáticas que fueron lanzadas en mayo de 1971 al Planeta Rojo con una diferencia de varios días. Desde que Estados Unidos venció a la Unión Soviética al ser la primera nave espacial en orbitar Marte (Mariner 9, que también se lanzó en mayo de 1971, superó por dos semanas a dos sondas soviéticas y se convirtió en la primera nave espacial en orbitar otro planeta), la URSS quería hacer la primera aterrizando en la superficie de Marte.

El módulo de aterrizaje Mars 2 se estrelló en la superficie del planeta y el módulo de aterrizaje Mars 3 logró realizar un aterrizaje suave y comenzó a transmitir datos. Pero la transmisión se detuvo después de 20 segundos debido a una fuerte tormenta de polvo en la superficie de Marte, a consecuencia de la cual la URSS perdió las primeras imágenes claras tomadas en la superficie del planeta.

6. El primer dispositivo automático que entregó materia extraterrestre a la Tierra.

Antes de esto, cinco intentos también fracasaron debido a problemas con el vehículo de lanzamiento. Sin embargo, Luna 16, la sexta sonda soviética, fue lanzada con éxito después del Apolo 11 y el Apolo 12. La estación aterrizó en la zona del Mar de Plenty. Después de eso, tomó muestras de suelo (en una cantidad de 101 gramos) y regresó a la Tierra.

7. La primera nave espacial de tres asientos.

"Vosjod" se consideraba inseguro incluso diseñadores soviéticos, ya que se liberó espacio para tres miembros de la tripulación debido a que en el diseño se abandonaron los asientos eyectables. Además, la cabina era tan pequeña que los astronautas estaban dentro sin trajes espaciales. Como resultado, si la cabina se hubiera despresurizado, la tripulación habría muerto. Además, nuevo sistema el aterrizaje, que consta de dos paracaídas y un cohete antediluviano, se probó sólo una vez antes del lanzamiento.

8. El primer astronauta de ascendencia africana.

9. Primer atraque con un objeto deshabitado.

El 11 de febrero de 1985, después de seis meses de ausencia de personas en la estación espacial Salyut-7, la comunicación con ella se interrumpió repentinamente. El cortocircuito provocó que todos los sistemas eléctricos de Salyut 7 se apagaran y la temperatura en la estación descendió a -10 °C.

En un intento por salvar la estación, se envió una expedición a ella en la nave espacial Soyuz T-13 reconvertida para estos fines, pilotada por el cosmonauta soviético más experimentado, Vladimir Dzhanibekov. El sistema de atraque automatizado no funcionó, por lo que se tuvo que realizar un atraque manual. El acoplamiento fue exitoso y los trabajos para restaurar la estación espacial se llevaron a cabo durante varios días.

10. Primera víctima humana en el espacio

El 30 de junio de 1971, la Unión Soviética esperaba ansiosamente el regreso de tres cosmonautas que habían pasado 23 días en la estación Salyut 1. Pero después del aterrizaje de la nave espacial Soyuz-11 no se escuchó ni un solo sonido desde el interior. Cuando se abrió la cápsula desde el exterior, se encontraron en su interior tres astronautas muertos, con manchas azul oscuro en la cara y sangre manando de la nariz y los oídos.

Según la investigación, la tragedia ocurrió inmediatamente después de la separación del módulo de descenso del módulo orbital. Se produjo una despresurización en la cabina del barco, tras lo cual los astronautas se asfixiaron.

Las naves espaciales que fueron diseñadas en los albores de la era espacial parecen rarezas en comparación con. Pero es posible que estos proyectos se implementen.

Se convirtió en la primera nave espacial del programa Vostok destinada a vuelos tripulados. Antes del vuelo tripulado, el programa lanzó varios vehículos no tripulados entre mayo de 1960 y marzo de 1961. El primer lanzamiento tuvo lugar el 15 de mayo de 1960, este barco ni siquiera era retornable. Se lanzó con éxito, pero en la órbita 64 se produjo un problema en el sistema de control y la nave entró en órbita alta. A esto le siguieron dos lanzamientos fallidos, uno parcialmente fallido y otro exitoso. Los dos últimos lanzamientos mostraron la plena funcionalidad tanto de la nave como del vehículo de lanzamiento, lo que abrió el camino al espacio para el hombre. El aparato despegó el 12 de abril de 1961 desde el cosmódromo de Baikonur, con el primer cosmonauta del mundo, Yuri Gagarin, a bordo. El primer vuelo tripulado al espacio fue también el más corto. Gagarin dio sólo una vuelta alrededor de la Tierra en 108 minutos. El pericentro de la órbita estaba a una altitud de sólo 169 kilómetros, el apocentro, a 327 kilómetros. El aterrizaje no se realizó en una cápsula de descenso, sino en un paracaídas disparado a una altitud de 7 kilómetros. Al mismo tiempo, a diferencia de los aparatos más modernos del programa Vostok, el aparato no tenía motor de repuesto para corregir el descenso en la atmósfera. En cambio, Gagarin tenía un suministro de alimentos para 10 días en caso de una caída en un lugar no planificado.

También vale la pena señalar que en el primer vuelo no hubo barcos de mar, proporcionando comunicaciones espaciales, por lo que se realizó únicamente desde el territorio de la URSS. Sin embargo, el estándar Gagarin no tenía la capacidad de controlar el vuelo. Todo tenía que suceder automáticamente o mediante órdenes de los puntos de control terrestres, si estaban en la zona de comunicación. Esta decisión se tomó debido al desconocido efecto de la ingravidez en los humanos. Para habilitar el control manual en caso de emergencia, era necesario introducir un código.

El 11 de abril, el vehículo de lanzamiento Vostok-K con el aparato reforzado fue transportado horizontalmente al lugar de lanzamiento, donde Korolev lo examinó en busca de problemas. Después de su aprobación, el cohete fue puesto en posición vertical. A las 10 de la mañana, Gagarin y Titov, el cosmonauta de reserva, recibieron el plan de vuelo definitivo, cuyo inicio estaba previsto a las 9:07 de la mañana del día siguiente. La elección de la hora de inicio estuvo determinada por las condiciones del descenso. Durante el inicio de las maniobras de descenso, el vehículo debía sobrevolar África con la mejor orientación de sus sensores solares. Fue necesaria una gran precisión durante la maniobra para alcanzar el punto de aterrizaje previsto.

El ascenso del día del vuelo estaba previsto para las 5:30 am. Después del desayuno, se pusieron los trajes espaciales y llegaron al lugar de lanzamiento. A las 7:10, Gagarin ya estaba en la nave espacial y dos horas antes del lanzamiento se comunicó por radio con el centro de control, y su imagen de la cámara a bordo estuvo disponible en el centro. La escotilla del barco se cerró con listones 40 minutos después de que Gagarin abordara el barco, pero se descubrió una fuga, por lo que hubo que abrirla y cerrarla nuevamente.

El lanzamiento se produjo a las 09:07. 119 segundos después del lanzamiento, los motores adicionales externos del propulsor habían consumido todo su combustible y se separaron. Después de 156 segundos, el caparazón de contención fue desechado, y después de 300 segundos, la etapa principal del vehículo de lanzamiento fue desechada, pero la etapa superior continuó siendo lanzada. Tres minutos después del inicio del vuelo, el aparato ya había comenzado a abandonar la zona de comunicación con Baikonur. Sólo 25 minutos después del inicio del vuelo se determinó que el aparato había entrado en la órbita prevista. De hecho, Vostok-1 entró en órbita 676 segundos después del lanzamiento, diez segundos antes de que se encendieran los motores de la etapa superior.

A las 09:31 Vostok abandonó la zona de comunicación con la estación de Khabarovsk en el rango de muy alta frecuencia y cambió al modo de alta frecuencia. A las 09:51 se encendió el sistema de determinación de la orientación, necesario para la correcta liberación del impulso de descenso. El sistema principal se basó en sensores solares. En caso de fallo, era posible cambiar al modo de control manual y utilizar una guía visual aproximada. Cada uno de los sistemas tenía su propio conjunto de boquillas de propulsión y 10 kilogramos de combustible. A las 09:53, Gagarin se entera en la estación de Jabárovsk de que ha entrado en la órbita prevista. A las 10:00, mientras Vostok sobrevolaba el Estrecho de Magallanes, se transmitió por radio la noticia del vuelo.

A las 10:25 el barco adoptó automáticamente la orientación necesaria para el descenso. Los motores se lanzaron a una distancia de unos 8.000 kilómetros del punto de aterrizaje deseado. El pulso duró 42 segundos. Diez segundos después de completar la maniobra, el módulo de servicio debía separarse del módulo de descenso, pero resultó que estaba conectado al módulo de descenso mediante una red de cables. Sin embargo, debido a las vibraciones durante el paso capas densas atmósfera, todo el módulo de servicio se separó sobre Egipto y el dispositivo fue puesto en orientación correcta.

A las 09:55, a una altitud de 7 kilómetros, se abrió la escotilla del aparato y Gagarin fue expulsado. El propio dispositivo también descendió en paracaídas, que se abrió a 2,5 kilómetros de la Tierra. El paracaídas de Gagarin se abrió casi inmediatamente después de la expulsión. Al aterrizar, Gagarin falló el objetivo por sólo 280 kilómetros.

Una nave espacial tripulada está diseñada para llevar a una o más personas al espacio exterior y regresar de forma segura a la Tierra después de completar la misión.

Al diseñar de esta clase En las naves espaciales, una de las principales tareas es crear un sistema seguro, fiable y preciso para devolver a la tripulación a la superficie terrestre en forma de vehículo de descenso sin alas (DS) o avión espacial. . Avión espacial - plano orbital(sistema operativo), avión aeroespacial(VKS) es un alado aeronave esquema de aeronave, entrar o ser lanzado a la órbita de un satélite terrestre artificial mediante un lanzamiento vertical u horizontal y regresar de él después de completar las tareas objetivo, realizar un aterrizaje horizontal en el aeródromo, utilizar activamente la fuerza de elevación del planeador durante el descenso . Combina las propiedades tanto de un avión como de una nave espacial.

Una característica importante de una nave espacial tripulada es la presencia de un sistema de rescate de emergencia (ESS) en etapa inicial lanzamiento por vehículo de lanzamiento (LV).

Los proyectos de las naves espaciales soviéticas y chinas de primera generación no tenían un cohete SAS completo; en su lugar, por regla general, se utilizaba la expulsión de los asientos de la tripulación (la nave espacial Voskhod tampoco tenía esto). Los aviones espaciales alados tampoco están equipados con un SAS especial y también pueden tener asientos eyectables para la tripulación. Además, la nave espacial debe estar equipada con un sistema de soporte vital (LSS) para la tripulación.

Crear una nave espacial tripulada es una tarea muy compleja y costosa, por lo que sólo tres países las tienen: Rusia, Estados Unidos y China. Y sólo Rusia y Estados Unidos tienen sistemas de naves espaciales tripuladas reutilizables.

Algunos países están trabajando en la creación de sus propias naves espaciales tripuladas: India, Japón, Irán, Corea del Norte y la ESA (Agencia Espacial Europea, creada en 1975 para la exploración espacial). La ESA está formada por 15 miembros permanentes, a veces, en algunos proyectos, se les unen Canadá y Hungría.

Naves espaciales de primera generación

"Este"

Se trata de una serie de naves espaciales soviéticas diseñadas para vuelos tripulados en órbita terrestre baja. Fueron creados bajo el liderazgo del diseñador general del OKB-1 Sergei Pavlovich Korolev de 1958 a 1963.

Las principales tareas científicas de la nave espacial Vostok fueron: estudiar la influencia de las condiciones del vuelo orbital en la condición y el rendimiento de un astronauta, probar el diseño y los sistemas, probar los principios básicos de la construcción de una nave espacial.

Historia de la creación

Primavera de 1957 S. P. Korolev En el marco de su oficina de diseño, organizó un departamento especial No. 9, destinado a realizar trabajos en la creación del primer satélites artificiales Tierra. El departamento estaba encabezado por el compañero de armas de Korolev. Mijail Klavdievich Tikhonravov. Pronto, en paralelo con el desarrollo de satélites artificiales, el departamento comenzó a realizar investigaciones sobre la creación de un satélite tripulado. El vehículo de lanzamiento iba a ser el Royal R-7. Los cálculos mostraron que, equipado con una tercera etapa, podría lanzar una carga de unas 5 toneladas a la órbita terrestre baja.

En una etapa inicial de desarrollo, los cálculos los realizaron matemáticos de la Academia de Ciencias. En particular, se observó que el resultado de un descenso balístico desde la órbita podría ser sobrecarga diez veces mayor.

Desde septiembre de 1957 hasta enero de 1958, el departamento de Tikhonravov investigó todas las condiciones para llevar a cabo la tarea. Se descubrió que la temperatura de equilibrio de una nave espacial con alas, que tenía la mayor calidad aerodinámica, excedía las capacidades de estabilidad térmica de las aleaciones disponibles en ese momento, y el uso de opciones de diseño con alas condujo a una disminución de la carga útil. Por lo tanto, se negaron a considerar opciones aladas. La forma más aceptable de devolver a una persona era expulsarla a una altitud de varios kilómetros y descender en paracaídas. En este caso no fue necesario realizar un rescate por separado del vehículo de descenso.

Durante una investigación médica realizada en abril de 1958, las pruebas de pilotos en una centrífuga demostraron que, en una determinada posición del cuerpo, una persona es capaz de soportar sobrecargas de hasta 10 G sin consecuencias graves para su salud. Por ello, eligieron una forma esférica para el vehículo de descenso de la primera nave espacial tripulada.

La forma esférica del vehículo de descenso fue la forma simétrica más simple y estudiada; la esfera tiene propiedades aerodinámicas estables para cualquier velocidades posibles y ángulos de ataque. El desplazamiento del centro de masa hacia la parte trasera del aparato esférico permitió garantizar su correcta orientación durante el descenso balístico.

El primer barco, el Vostok-1K, entró en vuelo automático en mayo de 1960. Posteriormente, se creó y probó la modificación Vostok-3KA, completamente lista para vuelos tripulados.

Además del accidente de un vehículo de lanzamiento durante el lanzamiento, el programa lanzó seis vehículos no tripulados y, posteriormente, seis naves espaciales tripuladas más.

En los barcos de la serie se realizaron el primer vuelo espacial tripulado del mundo (Vostok-1), un vuelo diario (Vostok-2), vuelos en grupo de dos naves espaciales (Vostok-3 y Vostok-4) y el vuelo de una cosmonauta. programa (“Vostok-6”).

Construcción de la nave espacial Vostok

La masa total de la nave espacial es de 4,73 toneladas, su longitud es de 4,4 m y su diámetro máximo es de 2,43 m.

La nave constaba de un módulo de descenso esférico (que pesaba 2,46 toneladas y un diámetro de 2,3 m), que también servía como compartimento orbital, y un compartimento de instrumentos cónico (que pesaba 2,27 toneladas y un diámetro máximo de 2,43 m). Los compartimentos estaban conectados mecánicamente entre sí mediante bandas metálicas y cerraduras pirotécnicas. La nave estaba equipada con sistemas: control automático y manual, orientación automática al Sol, orientación manual a la Tierra, soporte vital (diseñado para mantener una atmósfera interna cercana en sus parámetros a la atmósfera terrestre durante 10 días), comando y control lógico. , alimentación eléctrica, control térmico y aterrizaje. Para apoyar las tareas relacionadas con el trabajo humano en el espacio exterior, la nave fue equipada con equipos autónomos y radiotelemétricos para monitorear y registrar parámetros que caracterizan el estado del astronauta, estructura y sistemas, equipos de onda ultracorta y de onda corta para comunicación radiotelefónica bidireccional. entre el astronauta y las estaciones terrestres, una línea de radio de comando, un dispositivo de tiempo de software, un sistema de televisión con dos cámaras transmisoras para monitorear al astronauta desde la Tierra, un sistema de radio para monitorear los parámetros orbitales y radiogoniometría de la nave, un TDU-1 sistema de propulsión de frenado y otros sistemas. El peso de la nave espacial junto con la última etapa del vehículo de lanzamiento fue de 6,17 toneladas y su longitud total fue de 7,35 m.

El vehículo de descenso tenía dos ventanas, una de las cuales estaba situada en la trampilla de entrada, justo encima de la cabeza del astronauta, y la otra, equipada con un sistema de orientación especial, en el suelo, a sus pies. El astronauta, vestido con un traje espacial, fue colocado en un asiento eyectable especial. En la última etapa del aterrizaje, después de frenar el vehículo de descenso en la atmósfera, a una altitud de 7 km, el astronauta salió disparado de la cabina y aterrizó en paracaídas. Además, se previó que el astronauta aterrizara dentro del vehículo de descenso. El vehículo de descenso tenía su propio paracaídas, pero no estaba equipado con los medios para realizar un aterrizaje suave, lo que amenazaba con lesiones graves a la persona que se encontraba en él durante un aterrizaje conjunto.

En caso de negativa sistemas automáticos el astronauta podría cambiar al control manual. Las naves espaciales Vostok no estaban adaptadas para vuelos humanos a la Luna y tampoco permitían la posibilidad de volar a personas que no hubieran recibido un entrenamiento especial.

Pilotos de la nave espacial Vostok:

"Amanecer"

Se instalaron dos o tres sillas normales en el espacio que dejaba el asiento eyectable. Como ahora la tripulación aterrizaba en un módulo de descenso, para garantizar un aterrizaje suave del barco, además del sistema de paracaídas, se instaló un motor de frenado de combustible sólido, que se activaba inmediatamente antes de tocar el suelo mediante una señal de un mecánico. altímetro. En la nave espacial Voskhod-2, destinada a realizar paseos espaciales, ambos cosmonautas iban vestidos con trajes espaciales Berkut. Además, se instaló una cámara de esclusa de aire inflable, que se reiniciaba después de su uso.

Las naves espaciales Voskhod fueron puestas en órbita mediante el vehículo de lanzamiento Voskhod, también desarrollado sobre la base del vehículo de lanzamiento Vostok. Pero el sistema del portaaviones y del barco Voskhod en los primeros minutos después del lanzamiento no contaba con medios de rescate en caso de accidente.

En el marco del programa Voskhod se realizaron los siguientes vuelos:

"Cosmos-47" - 6 de octubre de 1964. Vuelo de prueba no tripulado para desarrollar y probar el barco.

Voskhod 1 - 12 de octubre de 1964. El primer vuelo espacial con más de una persona a bordo. Composición de la tripulación: cosmonauta-piloto. Komarov, constructor Feoktistov y doctor Egórov.

“Cosmos-57” - 22 de febrero de 1965. Un vuelo de prueba no tripulado para probar una nave espacial para ir al espacio terminó en un fracaso (socavado por el sistema de autodestrucción debido a un error en el sistema de comando).

“Cosmos-59” - 7 de marzo de 1965. Vuelo de prueba no tripulado de un dispositivo de otra serie (“Zenit-4”) con la esclusa de aire instalada de la nave espacial Voskhod para acceder al espacio.

"Voskhod-2" - 18 de marzo de 1965. Primera caminata espacial. Composición de la tripulación: cosmonauta-piloto. Belyaev y prueba cosmonauta Leónov.

"Cosmos-110" - 22 de febrero de 1966. Vuelo de prueba para comprobar el funcionamiento de los sistemas a bordo durante un largo vuelo orbital, había dos perros a bordo. Brisa y carbón, el vuelo duró 22 días.

Naves espaciales de segunda generación

"Unión"

Una serie de naves espaciales multiplaza para vuelos en órbita terrestre baja. El desarrollador y fabricante del barco es RSC Energia ( La corporación espacial y de cohetes "Energia" lleva el nombre de S. P. Korolev. La oficina central de la corporación está ubicada en la ciudad de Korolev, la sucursal está en el cosmódromo de Baikonur). Como uno estructura organizativa Surgió en 1974 bajo el liderazgo de Valentin Glushko.

Historia de la creación

El complejo espacial y de cohetes Soyuz comenzó a diseñarse en 1962 en el OKB-1 como una nave del programa soviético para volar alrededor de la Luna. Al principio se supuso que una combinación de una nave espacial y etapas superiores debían llegar a la Luna en el marco del programa "A". 7K, 9K, 11K. Posteriormente, el proyecto "A" se cerró en favor de proyectos individuales para volar alrededor de la Luna utilizando la nave espacial Zond. 7K-L1 y aterrizaje en la Luna utilizando el complejo L3 como parte de un módulo de nave orbital 7K-LOK y módulo de barco de desembarco LK. Paralelamente a los programas lunares, basados ​​​​en el mismo 7K y el proyecto cerrado de la nave espacial cercana a la Tierra "Sever", comenzaron a fabricar 7K-OK- un vehículo orbital multipropósito de tres asientos (OSV), diseñado para practicar maniobras y operaciones de atraque en órbita terrestre baja, para realizar diversos experimentos, incluido el traslado de astronautas de un barco a otro a través del espacio exterior.

Las pruebas del 7K-OK comenzaron en 1966. Después del abandono del programa de vuelo de la nave espacial Voskhod (con la destrucción del retraso de tres de las cuatro naves espaciales Voskhod terminadas), los diseñadores de la nave espacial Soyuz perdieron la oportunidad de encontrar soluciones. por su programa al respecto. Se produjo una pausa de dos años en los lanzamientos tripulados en la URSS, durante los cuales los estadounidenses exploraron activamente el espacio exterior. Los primeros tres lanzamientos no tripulados de la nave espacial Soyuz fracasaron total o parcialmente y se descubrieron graves errores en el diseño de la nave espacial. Sin embargo, el cuarto lanzamiento fue realizado por un avión tripulado. (“Soyuz-1” con V. Komarov), que resultó trágico: el astronauta murió durante su descenso a la Tierra. Después del accidente de Soyuz-1, el diseño de la nave espacial fue completamente rediseñado para reanudar vuelos tripulados (se llevaron a cabo 6 lanzamientos no tripulados), y en 1967 se realizó el primer acoplamiento automático, generalmente exitoso, de dos Soyuz (Cosmos-186 y Cosmos-188). "), en 1968 se reanudaron los vuelos tripulados, en 1969 se produjo el primer acoplamiento de dos naves espaciales tripuladas y un vuelo grupal de tres naves espaciales a la vez, y en 1970 un vuelo autónomo de duración récord (17,8 días). Los primeros seis barcos "Soyuz" y ("Soyuz-9") eran barcos de la serie 7K-OK. También se estaba preparando una versión del barco para vuelos. "Soyuz-Contacto" para probar los sistemas de acoplamiento de los módulos 7K-LOK y LC del complejo expedicionario lunar L3. Debido a la falta de desarrollo del programa de alunizaje L3 a la etapa de vuelos tripulados, desapareció la necesidad de vuelos Soyuz-Contact.

En 1969, se inició el trabajo sobre la creación de la estación orbital de largo plazo (DOS) Salyut. Se diseñó un barco para transportar a la tripulación. 7KT-OK(T - transporte). El nuevo barco se diferenciaba de los anteriores por la presencia de una estación de atraque de nuevo diseño con una trampilla de registro interna y sistemas de comunicación adicionales a bordo. El tercer barco de este tipo (Soyuz-10) no cumplió la tarea que se le había encomendado. Se realizó el atraque con la estación, pero como consecuencia de daños en la unidad de atraque, la escotilla del barco quedó bloqueada, lo que imposibilitó el traslado de la tripulación a la estación. Durante el cuarto vuelo de un barco de este tipo (Soyuz-11), debido a la despresurización durante el tramo de descenso, murieron G. Dobrovolsky, V. Volkov y V. Patsaev, ya que no tenían trajes espaciales. Después del accidente del Soyuz-11, se abandonó el desarrollo del 7K-OK/7KT-OK y se rediseñó la nave (se hicieron cambios en el diseño de la nave espacial para acomodar a los cosmonautas en trajes espaciales). Debido al aumento de la masa de los sistemas de soporte vital, se ha creado una nueva versión del barco. 7K-T se convirtió en un doble, perdió paneles solares. Este barco se convirtió en el caballo de batalla de la cosmonáutica soviética en los años 1970: 29 expediciones a las estaciones de Salyut y Almaz. Versión de barco 7K-TM(M - modificado) se utilizó en un vuelo conjunto con el American Apollo en el marco del programa ASTP. Las cuatro naves espaciales Soyuz que se lanzaron oficialmente después del accidente Soyuz-11 tenían diferentes tipos de paneles solares en su diseño, pero eran versiones diferentes de la nave espacial Soyuz: 7K-TM (Soyuz-16, Soyuz-19). 7K-MF6(“Soyuz-22”) y modificación 7K-T - 7K-T-AF sin puerto de atraque (Soyuz-13).

Desde 1968, las naves espaciales de la serie Soyuz han sido modificadas y producidas. 7K-S. El 7K-S se perfeccionó durante 10 años y en 1979 se convirtió en un barco. 7K-ST "Soyuz T", y durante un breve período de transición, los cosmonautas volaron simultáneamente en el nuevo 7K-ST y en el obsoleto 7K-T.

Una mayor evolución de los sistemas del barco 7K-ST llevó a modificaciones 7K-STM "SoyuzTM": nuevo sistema de propulsión, sistema de paracaídas mejorado, sistema de encuentro, etc. El primer vuelo de la Soyuz TM se realizó el 21 de mayo de 1986 a la estación Mir, el último Soyuz TM-34 fue en 2002 a la ISS.

Actualmente está en funcionamiento una modificación del barco. 7K-STMA "Soyuz TMA"(A - antropométrico). El barco, según los requisitos de la NASA, fue modificado en relación con los vuelos a la ISS. Puede ser utilizado por cosmonautas que no podrían caber en la Soyuz TM en términos de altura. La consola del astronauta fue reemplazada por una nueva, con una base de elementos moderna, se mejoró el sistema de paracaídas y se redujo la protección térmica. El último lanzamiento de una nave espacial de esta modificación, la Soyuz TMA-22, tuvo lugar el 14 de noviembre de 2011.

Además de la Soyuz TMA, hoy en día se utilizan naves de una nueva serie para vuelos espaciales. 7K-STMA-M “Soyuz TMA-M” (“Soyuz TMAC”)(C-digital).

Dispositivo

Los barcos de esta serie constan de tres módulos: el compartimento de instrumentos y agregados (IAC), el módulo de descenso (SA) y el compartimento de alojamiento (CO).

El PAO alberga un sistema de propulsión combinado, combustible para el mismo y sistemas de servicio. La longitud del compartimiento es de 2,26 m, el diámetro principal es de 2,15 m El sistema de propulsión consta de 28 DPO (motores de amarre y orientación), 14 en cada colector, así como un motor de corrección de encuentro (SKD). El SKD está diseñado para maniobras orbitales y desorbitaciones.

El sistema de suministro de energía consta de paneles solares y baterías.

El módulo de descenso contiene asientos para astronautas, sistemas de control y soporte vital y un sistema de paracaídas. La longitud del compartimento es de 2,24 m, el diámetro es de 2,2 m, el compartimento doméstico tiene una longitud de 3,4 m y un diámetro de 2,25 m y está equipado con una unidad de acoplamiento y un sistema de encuentro. El volumen sellado de la nave espacial contiene carga para la estación, otras cargas útiles y varios sistemas de soporte vital, en particular un baño. A través de la trampilla de aterrizaje situada en la superficie lateral de la nave espacial, los astronautas ingresan a la nave en el lugar de lanzamiento del cosmódromo. BO se puede utilizar al lanzarse al espacio exterior con trajes espaciales tipo Orlan a través de la escotilla de aterrizaje.

Nueva versión modernizada de Soyuz TMA-MS

La actualización afectará a casi todos los sistemas de la nave espacial tripulada. Los puntos principales del programa de modernización de naves espaciales:

• se aumentará la eficiencia energética de los paneles solares mediante el uso de convertidores fotovoltaicos más eficientes;
• fiabilidad del encuentro y acoplamiento de la nave con la estación espacial debido a cambios en la instalación de los motores de amarre y orientación. Nuevo esquema estos motores permitirán realizar encuentros y atraques incluso en caso de fallo de uno de los motores y garantizarán el descenso de la nave espacial tripulada en caso de fallo de dos motores cualesquiera;
• un nuevo sistema de comunicación y radiogoniometría que, además de mejorar la calidad de las comunicaciones por radio, facilitará la búsqueda de un vehículo de descenso que haya aterrizado en cualquier lugar del planeta.

La Soyuz TMA-MS modernizada estará equipada con sensores del sistema GLONASS. Durante la etapa de lanzamiento en paracaídas y después del aterrizaje del vehículo de descenso, sus coordenadas, obtenidas a partir de datos GLONASS/GPS, se transmitirán a través del sistema satelital Cospas-Sarsat al MCC.

Soyuz TMA-MS será la última modificación de Soyuz" El barco se utilizará para vuelos tripulados hasta que sea sustituido por un barco de nueva generación. Pero esa es una historia completamente diferente...

Estos eran los dispositivos más simples (tan simples como puede ser una nave espacial), que estaban destinados a una historia gloriosa: el primer vuelo espacial tripulado, el primer vuelo espacial diario, el sueño del primer cosmonauta en órbita (el alemán Titov también logró quedarse dormido durante un comunicado sesión), el primer vuelo en grupo de dos naves, la primera mujer en el espacio, e incluso un logro como el primer uso de un baño espacial, realizado por Valery Bykovsky en la nave espacial Vostok-5.

Boris Evseevich Chertok escribió bien sobre este último en sus memorias "Rockets and People":
"En la mañana del 18 de junio, la atención de la Comisión Estatal y de todos los "fanáticos" reunidos en nuestro puesto de mando pasó de "Chaika" a "Yastreb". Jabárovsk recibió el mensaje de Bykovsky a través del canal HF: "A las 9:05 a.m. hubo un golpe cósmico”. Korolev y Tyulin inmediatamente comenzaron a desarrollar una lista de preguntas que deberán hacerse a Bykovsky cuando aparezca en nuestra zona de comunicaciones para comprender cuán grande es el peligro que enfrenta la nave.
A alguien ya se le había encomendado la tarea de calcular el tamaño del meteorito, suficiente para que el astronauta escuche un “golpe”. También se preguntaron qué podría pasar en caso de colisión, pero sin pérdida de estanqueidad. Kamanin fue asignado para realizar el interrogatorio de Bykovsky.
Al inicio de la sesión de comunicación, cuando se le preguntó sobre la naturaleza y el área del golpe, “Yastreb” respondió que no entendía de qué estaba hablando. estamos hablando acerca de. Después del recordatorio del radiograma transmitido a las 9.05 y de la repetición de “Zarya” de su texto, Bykovsky respondió entre risas: “No sonó un golpe, sino una silla. Había una silla, ¿sabes? Todos los que escucharon la respuesta se echaron a reír. Al astronauta se le desearon más éxitos y se le dijo que, a pesar de su valiente acción, regresaría a la Tierra al comienzo del sexto día.
El incidente de la "silla espacial" ha pasado a la historia oral de la astronáutica como un ejemplo clásico del desafortunado uso de terminología médica en un canal de comunicaciones espaciales".

Dado que Vostok 1 y Vostok 2 volaron solos, y Vostok 3 y 4 y Vostok 5 y 6, que volaron en parejas, estaban muy separados, no existe ninguna fotografía de esta nave en órbita. Solo puedes ver imágenes del vuelo de Gagarin en este vídeo del estudio de televisión Roscosmos:

Y estudiaremos la estructura del barco en las exhibiciones del museo. En el Museo de Cosmonáutica de Kaluga se encuentra instalado un modelo a tamaño real de la nave espacial Vostok:

Aquí vemos un vehículo de descenso de forma esférica con una ventanilla ingeniosamente diseñada (de la que hablaremos más adelante por separado) y antenas de comunicación por radio, unidas mediante cuatro cintas de acero al compartimiento de instrumentación. Las tiras de sujeción están conectadas en la parte superior mediante un candado, que las separa para separar el SA del PAO antes del reingreso. A la izquierda puede ver un paquete de cables de PAO conectados a un CA de gran tamaño con un conector. El segundo ojo de buey se encuentra en el reverso del SA.

En el PAO hay 14 cilindros de globos (ya escribí sobre por qué en astronáutica les encanta hacer cilindros en forma de bolas) con oxígeno para el sistema de soporte vital y nitrógeno para el sistema de orientación. Debajo, en la superficie del PAO, se ven los tubos de los cilindros del globo, las válvulas eléctricas y las boquillas del sistema de control de actitud. Este sistema se fabrica utilizando la tecnología más simple: el nitrógeno se suministra a través de electroválvulas en las cantidades necesarias a las boquillas, desde donde sale al espacio, creando un impulso reactivo que hace girar la nave en la dirección correcta. Las desventajas del sistema son el impulso específico extremadamente bajo y el corto tiempo total de funcionamiento. Los desarrolladores no partieron de la base de que el astronauta giraría la nave de un lado a otro, sino que se conformaría con la vista que le proporcionaría la automatización desde la ventana.

En la misma superficie lateral hay un sensor solar y un sensor vertical de infrarrojos. Estas palabras parecen terriblemente abstrusas, pero en realidad todo es bastante simple. Para desacelerar la nave y salir de órbita, se debe girar primero la cola. Para hacer esto, debe establecer la posición del barco a lo largo de dos ejes: cabeceo y guiñada. El rollo no es tan necesario, pero esto se hizo en el camino. Al principio, el sistema de orientación emitió un impulso para girar la nave en cabeceo y balanceo y detuvo esta rotación tan pronto como el sensor de infrarrojos captó la máxima radiación térmica de la superficie de la Tierra. Esto se llama "configurar la vertical de infrarrojos". Gracias a esto, la tobera del motor quedó orientada horizontalmente. Ahora necesitas apuntar hacia adelante. El barco guiñó hasta que el sensor solar registró la iluminación máxima. Esta operación se llevó a cabo en un momento estrictamente programado, cuando la posición del Sol era exactamente tal que, con el sensor solar dirigido hacia él, la tobera del motor estaría dirigida estrictamente hacia adelante, en la dirección de la marcha. Posteriormente, también bajo el control de un dispositivo software-tiempo, se puso en marcha el sistema de propulsión de frenado, reduciendo la velocidad de la nave en 100 m/s, suficiente para salir de órbita.

Abajo, en la parte cónica del PAO, se instala otro conjunto de antenas de radiocomunicación y persianas, debajo de las cuales se esconden los radiadores del sistema de control térmico. Abriendo y cerrando diferentes cantidades de persianas, el astronauta puede establecer una temperatura agradable en la cabina de la nave espacial. Debajo de todo está la boquilla del sistema de propulsión de frenos.

En el interior de la PJSC se encuentran los elementos restantes del TDU, tanques con combustible y oxidante para el mismo, una batería de elementos galvánicos de plata y zinc, un sistema de termorregulación (bomba, suministro de refrigerante y tuberías a los radiadores) y un sistema de telemetría (un grupo de diferentes sensores que monitoreaban el estado de todos los sistemas del barco).

Debido a las limitaciones de tamaño y peso dictadas por el diseño del vehículo de lanzamiento, la TDU de respaldo simplemente no cabía allí, por lo que para los Vostoks se utilizó un método de emergencia algo inusual para desorbitar en caso de falla de la TDU: la nave fue lanzada a tal una órbita baja en la que se adentrará en la atmósfera después de una semana de vuelo, y el sistema de soporte vital está diseñado para 10 días, por lo que el astronauta permanecería con vida, incluso si el aterrizaje se hubiera producido en cualquier lugar.

Pasemos ahora al diseño del módulo de descenso, que era la cabina del barco. En esto nos ayudará otra exposición del Museo de Cosmonáutica de Kaluga: el SA original de la nave espacial Vostok-5, en la que Valery Bykovsky voló del 14 al 19 de junio de 1963.

La masa del dispositivo es de 2,3 toneladas y casi la mitad es la masa del revestimiento ablativo protector contra el calor. Por eso el módulo de descenso Vostok se fabricó en forma de bola (la superficie más pequeña de todos los cuerpos geométricos) y por eso todos los sistemas que no eran necesarios durante el aterrizaje se colocaron en un compartimento de instrumentos sin presión. Esto hizo posible hacer la nave espacial lo más pequeña posible: su diámetro exterior era de 2,4 my el astronauta tenía a su disposición sólo 1,6 metros cúbicos de volumen.

El astronauta con el traje espacial SK-1 (el primer modelo de traje espacial) estaba ubicado en un asiento eyectable, que tenía un doble propósito.

Se trataba de un sistema de rescate de emergencia en caso de fallo del vehículo de lanzamiento en el lanzamiento o durante la fase de lanzamiento, y también era un sistema de aterrizaje estándar. Después de frenar en las densas capas de la atmósfera a una altitud de 7 km, el astronauta se eyectó y descendió en paracaídas por separado del aparato. Él, por supuesto, podría haber aterrizado en el aparato, pero golpe fuerte al tocar la superficie terrestre, podría provocar lesiones al astronauta, aunque no fue mortal.

Pude fotografiar el interior del módulo de descenso con más detalle en un modelo del mismo en el Museo de Cosmonáutica de Moscú.

A la izquierda de la silla está el panel de control de los sistemas del barco. Permitió regular la temperatura del aire en la nave, controlar la composición del gas de la atmósfera, grabar conversaciones entre el astronauta y la Tierra y todo lo que el astronauta dijo en una grabadora, abrir y cerrar las persianas de las ventanas, ajustar la brillo de la iluminación interior, encender y apagar la estación de radio y encender el sistema de orientación manual en caso de falla automática. Los interruptores de palanca para el sistema de orientación manual se encuentran al final de la consola, debajo de una tapa protectora. En Vostok-1 estaban bloqueados con una cerradura de combinación (su teclado se ve justo arriba), ya que los médicos temían que una persona se volviera loca en gravedad cero, e ingresar el código se consideraba una prueba de cordura.

El tablero se instala directamente frente al sillón. Estos son solo un conjunto de indicadores mediante los cuales el cosmonauta podría determinar el tiempo de vuelo, la presión del aire en la cabina, la composición del gas del aire, la presión en los tanques del sistema de orientación y su posición geográfica. Este último mostraba un globo terráqueo con mecanismo de reloj, que giraba a medida que avanzaba el vuelo.

Debajo del panel de instrumentos hay una ventana con una herramienta de mirada para el sistema de orientación manual.

Es muy fácil de usar. Giramos el barco en balanceo y cabeceo hasta que vemos el horizonte terrestre en la zona anular a lo largo del borde de la ventana. Alrededor del ojo de buey simplemente hay espejos, y todo el horizonte es visible en ellos solo cuando se gira el dispositivo con este ojo de buey hacia abajo. De esta forma, la vertical de infrarrojos se ajusta manualmente. A continuación, giramos el barco hasta que el movimiento de la superficie terrestre en la ventana coincida con la dirección de las flechas dibujadas en ella. Todo, la orientación está configurada y el momento en que se enciende la TDU se indicará con una marca en el globo. La desventaja del sistema es que solo se puede utilizar en el lado diurno de la Tierra.

Ahora veamos qué hay a la derecha de la silla:

Debajo y a la derecha del tablero hay una tapa con bisagras. Debajo se esconde una emisora ​​de radio. Debajo de esta tapa se puede ver el asa del ACS (dispositivo sanitario y de alcantarillado, es decir, inodoro) que sobresale del bolsillo. A la derecha del ACS hay un pequeño pasamanos, y al lado está la manija de control de orientación del barco. Sobre el mango hay una cámara de televisión (entre el tablero y la ventanilla había otra cámara, pero no está en este modelo, pero es visible en el barco de Bykovsky en la foto de arriba), y a la derecha hay varias tapas de Recipientes con suministro de alimentos y agua potable.

Todo superficie interior El módulo de descenso está revestido con una suave tela blanca, por lo que la cabina parece bastante acogedora, aunque está apretada, como en un ataúd.

Esto es lo que es, la primera nave espacial del mundo. En total volaron 6 naves espaciales tripuladas Vostok, pero sobre la base de esta nave todavía se explotan satélites no tripulados. Por ejemplo, un Bioma diseñado para experimentos con animales y plantas en el espacio:

O el satélite topográfico Comet, cuyo vehículo de descenso cualquiera puede ver y tocar en el patio. Fortaleza de Pedro y Pablo En San Petersburgo:

Para los vuelos tripulados, un sistema de este tipo está hoy, por supuesto, irremediablemente obsoleto. Incluso entonces, en la era de los primeros vuelos espaciales, era un dispositivo bastante peligroso. Esto es lo que Boris Evseevich Chertok escribe sobre esto en su libro "Cohetes y gente":
"Si el barco Vostok y todos los grandes barcos modernos estuvieran ahora estacionados en el sitio de prueba, se sentarían y lo mirarían, nadie votaría para lanzar un barco tan poco confiable. También firmé documentos que todo está bien para mí, Garantizo la seguridad del vuelo. Hoy "nunca habría firmado esto. Adquirí mucha experiencia y me di cuenta de cuánto nos arriesgamos".