În ce constă o navă spațială pentru copii? Nave spațiale locuibile - calea către spațiu - metal - fier

Este atât de ușor să pui o persoană într-un borcan sau despre designul unei nave spațiale cu echipaj 3 ianuarie 2017

Nave spațiale. Cu siguranță mulți dintre voi, auzind această frază, vă imaginați ceva imens, complex și dens populat, un întreg oraș în spațiu. Așa mi-am imaginat cândva nave spațiale și numeroase filme și cărți științifico-fantastice contribuie activ la acest lucru.

Probabil că este bine că realizatorii de film sunt limitați doar de imaginația lor, spre deosebire de designerii de tehnologie spațială. Cel puțin în filme ne putem bucura de volumele gigantice, sute de compartimente și mii de membri ai echipajului...

Dimensiunea unei nave spațiale adevărate nu este deloc impresionantă:

Fotografia prezintă nava spațială sovietică Soyuz-19, luată de astronauții americani de pe nava spațială Apollo. Se vede ca nava este destul de mica, iar in conditiile in care volumul locuibil nu ocupa toata nava, este evident ca acolo trebuie sa fie destul de inghesuit.

Acest lucru nu este surprinzător: dimensiunile mari înseamnă masă mare, iar masa este inamicul numărul unu în astronautică. Prin urmare, designerii de nave spațiale încearcă să le facă cât mai ușoare, adesea în detrimentul confortului echipajului. Observați cât de înghesuită este nava Soyuz:

Navele americane în acest sens nu sunt deosebit de diferite de cele rusești. De exemplu, iată o fotografie a lui Ed White și Jim McDivitt în nava spațială Gemini.

Doar echipajele navetei spațiale se puteau lăuda cu orice libertate de mișcare. Aveau la dispoziție două compartimente relativ spațioase.

Puntea de zbor (de fapt cabina de control):

Puntea din mijloc (acesta este un compartiment de zi cu locuri de dormit, o toaletă, o cameră de depozitare și un ecluză):

Nava sovietică Buran, similară ca mărime și aspect, din păcate, nu a zburat niciodată în modul cu echipaj, la fel ca TKS, care are încă un volum locuibil record printre toate navele proiectate vreodată.

Dar volumul locuibil este departe de a fi singura cerință pentru o navă spațială. Am auzit afirmații ca acestea: „Au pus un om într-o cutie de aluminiu și l-au trimis să se învârtească în jurul Mamei Pământ”. Această frază este, desigur, incorectă. Deci, cum este o navă spațială diferită de un simplu butoi metalic?

Și faptul că nava spațială trebuie:
- Furnizați echipajului un amestec de gaz respirabil,
- Îndepărtați dioxidul de carbon și vaporii de apă expirați de echipaj din volumul locuibil,
- Asigurarea unei temperaturi acceptabile pentru echipaj,
- să aibă un volum etanș suficient pentru viața echipajului,
- Oferă capacitatea de a controla orientarea în spațiu și (opțional) capacitatea de a efectua manevre orbitale,
- Aveți rezerve de hrană și apă necesare vieții echipajului,
- Asigurarea posibilității de întoarcere în siguranță a echipajului și a încărcăturii la sol,
- Fii cât mai ușor posibil
- Sa ai un sistem de salvare in caz de urgenta care iti permite sa readuci echipajul la sol daca situație de urgențăîn orice etapă a zborului,
- Fii foarte de încredere. Orice defecțiune a unui echipament nu ar trebui să ducă la anularea zborului, orice a doua defecțiune nu ar trebui să amenințe viața echipajului.

După cum puteți vedea, acesta nu mai este un simplu butoi, ci un dispozitiv tehnologic complex, umplut cu o varietate de echipamente diferite, având motoare și o alimentare cu combustibil pentru ele.

Iată un exemplu de model al navei spațiale sovietice de prima generație Vostok.

Este alcătuit dintr-o capsulă sferică sigilată și un compartiment conic pentru asamblarea instrumentelor. Aproape toate navele au acest aranjament, în care majoritatea instrumentelor sunt plasate într-un compartiment separat nepresurizat. Acest lucru este necesar pentru a economisi greutate: dacă toate instrumentele ar fi plasate într-un compartiment etanș, acest compartiment s-ar dovedi a fi destul de mare și, deoarece trebuie să mențină presiunea atmosferică în interiorul său și să reziste la sarcini mecanice și termice semnificative în timpul pătrunderii în straturile dense. a atmosferei la coborârea la sol, pereții trebuie să fie groși și durabili, ceea ce face ca întreaga structură să fie foarte grea. Iar compartimentul cu scurgeri, care se va separa de vehiculul de coborâre la întoarcerea pe pământ și va arde în atmosferă, nu are nevoie de pereți puternici și grei. Vehiculul de coborâre, fără instrumente inutile la întoarcere, se dovedește a fi mai mic și, în consecință, mai ușor. De asemenea, i se dă o formă sferică pentru a reduce masa, deoarece dintre toate corpurile geometrice de același volum, sfera are cea mai mică suprafață.

Singura navă spațială în care toate echipamentele au fost plasate într-o capsulă etanșă a fost americanul Mercury. Iată o fotografie cu el în hangar:

O singură persoană ar putea încăpea în această capsulă și chiar și atunci cu dificultate. Dându-și seama de ineficacitatea unui astfel de aranjament, americanii și-au făcut următoarea serie de nave Gemini cu un instrument detașabil, cu scurgeri și un compartiment pentru componente. În fotografie, acesta este spatele navei în alb:

Apropo, în alb Acest compartiment este vopsit dintr-un motiv. Cert este că pereții compartimentului sunt pătrunși de multe tuburi prin care circulă apa. Acesta este un sistem de eliminare a excesului de căldură primit de la Soare. Apa preia căldură din interiorul compartimentului locuibil și o transferă pe suprafața compartimentului instrumentelor, de unde căldura este radiată în spațiu. Pentru a face aceste calorifere mai puțin fierbinți în lumina directă a soarelui, au fost vopsite în alb.

Pe navele Vostok, radiatoarele erau amplasate pe suprafața compartimentului conic al instrumentelor și erau închise cu obloane asemănătoare cu jaluzelele. Prin deschiderea unui număr diferit de amortizoare, a fost posibilă reglarea transferului de căldură al radiatoarelor și, prin urmare, a regimului de temperatură în interiorul navei.

Pe navele Soyuz și omologii lor de marfă Progress, sistemul de îndepărtare a căldurii este similar cu Gemini. Acordați atenție culorii suprafeței compartimentului instrumentului. Desigur, alb :)

În interiorul compartimentului de instrumente există motoare principale, motoare de manevrare cu tracțiune joasă, rezerve de combustibil pentru toate aceste lucruri, baterii, surse de oxigen și apă și o parte din electronica de bord. Antene de comunicații radio, antene de proximitate, diverși senzori de orientare și panouri solare.

În modulul de coborâre, care servește și ca cabina navei spațiale, există doar acele elemente care sunt necesare în timpul coborârii vehiculului în atmosferă și o aterizare moale, precum și ceea ce ar trebui să fie în acces direct la echipaj: un panou de control, o stație radio, o alimentare de urgență cu oxigen, parașute, casete cu hidroxid de litiu pentru îndepărtarea dioxidului de carbon, motoare de aterizare moale, suporturi (scaune pentru astronauți), truse de salvare de urgență în cazul aterizării într-un punct neconcepțional, și, desigur, astronauții înșiși.

Navele Soyuz au un alt compartiment - unul de uz casnic:

Conține ceea ce este necesar în timpul unui zbor lung, dar de care se poate dispensa în etapa punerii navei pe orbită și la aterizare: instrumente științifice, provizii alimentare, echipamente sanitare (toaletă), costume spațiale pentru activități extravehiculare, saci de dormit și altele. articole de uz casnic.

Există un caz cunoscut cu nava spațială Soyuz TM-5, când, pentru a economisi combustibil, compartimentul gospodăresc a fost împușcat nu după emiterea unui impuls de frânare pentru a deorbita, ci înainte. Numai că nu a existat niciun impuls de frânare: sistemul de control al atitudinii a eșuat și atunci a fost imposibil să pornești motorul. Drept urmare, astronauții au fost nevoiți să rămână pe orbită încă o zi, iar toaleta a rămas în compartimentul utilitar distrus. Este greu de transmis ce inconvenient au experimentat astronauții în aceste zile, până când au reușit în sfârșit să aterizeze în siguranță. După acest incident, am decis să renunțăm la o astfel de economie de combustibil și să filmăm compartimentul menajer împreună cu compartimentul de instrumente după frânare.

Cam atâtea complexități au fost în „bancă”. Vom parcurge separat fiecare tip de navă spațială din URSS, SUA și China în articolele următoare. Rămâneţi aproape.

Dragi participanți la expediție! Începem cu tine cel de-al treilea zbor al programului Star Trek Masters. Echipajul este pregătit. Am învățat deja multe despre cerul înstelat. Și acum - cel mai important lucru. Cum vom explora spațiul cosmic? Întrebați-vă prietenii: ce zboară oamenii în spațiu? Mulți vor răspunde probabil - pe o rachetă! Dar asta nu este adevărat. Să ne uităm la această problemă.

Ce este o rachetă?

Acesta este o petardă, un tip de armă militară și, desigur, un dispozitiv care zboară în spațiu. Numai în astronautică se numește vehicul de lansare . (Uneori numit incorect vehicul de lansare, pentru că nu poartă o rachetă, ci racheta în sine lansează dispozitive spațiale pe orbită).

Lansați vehiculul- un dispozitiv care funcționează pe principiul propulsiei cu reacție și conceput pentru a lansa nave spațiale, sateliți în spațiul cosmic; stații orbitaleși alte sarcini utile. Astăzi, acesta este singurul vehicul cunoscut științei care poate lansa o navă spațială pe orbită.

Acesta este cel mai puternic vehicul de lansare rusesc Proton-M.

Pentru a intra pe orbita joasă a Pământului, este necesar să depășim forța gravitației, adică gravitația Pământului. Este foarte mare, așa că racheta trebuie să se miște cu viteză foarte mare. O rachetă are nevoie de mult combustibil. Puteți vedea mai jos câteva rezervoare de combustibil din prima etapă. Când rămân fără combustibil, prima etapă se separă și cade (în ocean), nemaifiind astfel servind drept balast pentru rachetă. Același lucru se întâmplă cu a doua și a treia etapă. Drept urmare, doar nava spațială în sine, situată în prova rachetei, este lansată pe orbită.

Nave spațiale.

Deci, știm deja că pentru a depăși gravitația și a lansa o navă spațială pe orbită, avem nevoie de un vehicul de lansare. Ce tipuri de nave spațiale există?

Satelitul Pământului artificial (satelit) - o navă spațială care orbitează Pământul. Folosit pentru cercetare, experimente, comunicații, telecomunicații și alte scopuri.

Iată-l, primul din lume satelit artificial Pământ, lansat în Uniunea Sovietică în 1957. Destul de mic, nu?

În prezent, peste 40 de țări își lansează sateliții.

Este primul satelit francez, lansat în 1965. L-au numit Asterix.

Nave spațiale- folosit pentru a livra marfă și oameni pe orbita Pământului și le returnează. Există automate și cu echipaj.

Aceasta este nava noastră spațială rusească de ultimă generație, Soyuz TMA-M. Acum este în spațiu. A fost lansat pe orbită de vehiculul de lansare Soyuz-FG.

Oamenii de știință americani au dezvoltat un alt sistem pentru lansarea oamenilor și a mărfurilor în spațiu.

Sistem de transport spațial, mai cunoscut ca Navetă spațială(din engleza Spaţiunaveta - naveta spatiala) - Navă spațială americană de transport reutilizabilă. Naveta este lansată în spațiu folosind vehicule de lansare, manevrează pe orbită ca o navă spațială și se întoarce pe Pământ ca un avion. Naveta spațială Discovery a efectuat cele mai multe zboruri.

Și aceasta este lansarea navetei Endeavour. Endeavour a făcut primul zbor în 1992. Shuttle Endeavour este planificat să finalizeze programul navetei spațiale. Lansarea ultimei sale misiuni este programată pentru februarie 2011.

A treia țară care a reușit să intre în spațiu este China.

Nava spațială chineză Shenzhou („Barca magică”). Ca design și aspect, seamănă cu Soyuz și a fost dezvoltat cu ajutorul Rusiei, dar nu este o copie exactă a Rusiei Soyuz.

Unde merg navele spațiale? Spre stele? Nu încă. Pot zbura în jurul Pământului, pot ajunge pe Lună sau pot andoca cu o stație spațială.

Internaţional stația spațială (ISS) - stație orbitală cu echipaj, complex de cercetare spațială. ISS este un proiect internațional comun care implică șaisprezece țări (în ordine alfabetică): Belgia, Brazilia, Marea Britanie, Germania, Danemarca, Spania, Italia, Canada, Țările de Jos, Norvegia, Rusia, SUA, Franța, Elveția, Suedia, Japonia.

Stația este asamblată din module direct pe orbită. Modulele sunt părți separate, livrate treptat de navele de transport. Energia vine de la panouri solare.

Dar este important nu numai să scape de gravitația pământului și să ajungă în spațiu. Astronautul încă mai trebuie să se întoarcă în siguranță pe Pământ. În acest scop se folosesc vehicule de coborâre.

Landers- folosit pentru a livra oameni și materiale de pe orbită în jurul unei planete sau traiectorie interplanetară la suprafața unei planete.

Coborârea vehiculului de coborâre cu parașuta este etapa finală a călătoriei în spațiu la întoarcerea pe Pământ. Parașuta este folosită pentru a atenua aterizarea și frânarea sateliților artificiali și a navelor spațiale cu un echipaj.

Acesta este vehiculul de coborâre al lui Yuri Gagarin, primul om care a zburat în spațiu pe 12 aprilie 1961. În onoarea a 50 de ani de la acest eveniment, 2011 a fost desemnat Anul Cosmonauticii.

Poate o persoană să zboare pe o altă planetă? Nu încă. Singurul corp ceresc pe care oamenii au reușit să aterizeze este satelitul Pământului, Luna.

În 1969, astronauții americani au aterizat pe Lună. Nava spațială cu echipaj uman Apollo 11 i-a ajutat să zboare. Pe orbita Lunii, modulul lunar s-a dezamorsat de pe navă și a aterizat la suprafață. După ce au petrecut 21 de ore la suprafață, astronauții s-au îndreptat înapoi pe modulul de decolare. Și partea de aterizare a rămas pe suprafața Lunii. Afară era un semn cu o hartă a emisferelor Pământului și cuvintele „Aici oamenii de pe planeta Pământ au pus piciorul pentru prima dată pe Lună. iulie 1969 d.Hr. Venim în pace în numele întregii omeniri”. Ce cuvinte bune!

Dar cum rămâne cu explorarea altor planete? Este posibil acest lucru? Da. Pentru asta există roverele planetare.

Planet rover- complexe de laborator automate sau vehicule, pentru a se deplasa de-a lungul suprafeței unei planete sau a altui corp ceresc.

Primul rover planetar din lume, Luna-1, a fost lansat și livrat pe suprafața lunii pe 17 noiembrie 1970 de către Uniunea Sovietică. statie interplanetara„Luna-17” și a lucrat pe suprafața sa până la 29 septembrie 1971 (în această zi a fost efectuată ultima sesiune de comunicare cu succes cu dispozitivul).

Lunokhod "Luna-1". A lucrat pe Lună aproape un an, după care a rămas pe suprafața Lunii. DAR... În 2007, oamenii de știință care au efectuat sondarea cu laser a Lunii NU au DEscoperit-o acolo! Ce sa întâmplat cu el? A lovit un meteorit? Sau?...

Câte mistere mai ascunde spațiul? Câți sunt conectați cu planeta cea mai apropiată de noi - Marte! Și acum oamenii de știință americani au reușit să trimită două rover-uri pe această planetă roșie.

Au fost multe probleme cu lansarea roverelor pe Marte. Până ne-am gândit să le dăm nume proprii. În 2003, Statele Unite au organizat o adevărată competiție de denumire pentru noile rovere pe Marte. Câștigătoarea a fost o fetiță de 9 ani, orfană din Siberia care a fost adoptată de o familie americană. Ea a sugerat să le numească Spirit și Oportunitate. Aceste nume au fost alese dintre alte 10 mii.

Pe 3 ianuarie 2011 s-au marcat șapte ani de când roverul Spirit (foto de mai sus) a început să lucreze la suprafața lui Marte. Spiritul a rămas blocat în nisip în aprilie 2009 și nu a mai fost în contact cu Pământul din martie 2010. În prezent, nu se știe dacă acest rover este încă în viață.

Între timp, geamănul său, Opportunity, explorează în prezent craterul cu diametrul de 90 de metri.

Și acest rover tocmai se pregătește pentru lansare.

Acesta este un întreg laborator științific marțian care se pregătește să fie trimis pe Marte în 2011. Va fi de câteva ori mai mare și mai greu decât roverele gemene existente pe Marte.

Și, în sfârșit, să vorbim despre navele stelare. Există ele în realitate sau este doar fantezie? Ei există!

Nava stelară- o nava spatiala (nava spatiala) capabila sa se deplaseze intre sisteme stelare sau chiar galaxii.

Pentru ca o navă spațială să devină o navă, este suficient ca ea să atingă a treia viteză de evacuare. În prezent, navele de acest tip sunt navele spațiale Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 și Voyager 2 care au părăsit sistemul solar.

Aceasta " Pionier-10„(SUA) - o navă spațială fără pilot concepută în principal pentru a studia Jupiter. A fost primul dispozitiv care a zburat pe lângă Jupiter și l-a fotografiat din spațiu. Dispozitivul geamăn Pioneer 11 a explorat și Saturn.

A fost lansat pe 2 martie 1972. În 1983, a trecut de orbita lui Pluto și a devenit prima navă spațială lansată de pe Pământ care a părăsit planeta. sistem solar.

Cu toate acestea, fenomene misterioase au început să aibă loc în afara sistemului solar cu Pioneer 10. O forță de origine necunoscută a început să-l încetinească. Ultimul semnal de la Pioneer 10 a fost primit pe 23 ianuarie 2003. S-a raportat că se îndrepta spre Aldebaran. Dacă nu i se întâmplă nimic pe parcurs, va ajunge în vecinătatea stelei peste 2 milioane de ani. Un zbor atât de lung... La bordul dispozitivului este fixată o placă de aur, unde locația Pământului este indicată pentru extratereștri și sunt înregistrate și o serie de imagini și sunete.

Turismul spațial

Desigur, mulți oameni vor să meargă în spațiu, să vadă Pământul de sus, cer înstelat mult mai aproape... Doar astronauții pot merge acolo? Nu numai atât. Turismul spațial se dezvoltă cu succes de câțiva ani.

În prezent, singura destinație turistică spațială utilizată este Stația Spațială Internațională (ISS). Zborurile sunt efectuate cu ajutorul navei spațiale rusești Soyuz. Deja 7 turiști spațiali și-au încheiat cu succes călătoria, petrecând câteva zile în spațiu. Ultima a fost Guy Laliberte- fondator și director al companiei Cirque du Soleil (Circul Soarelui). Adevărat, o călătorie în spațiu este foarte scumpă, de la 20 la 40 de milioane de dolari.

Există o altă opțiune. Mai exact, va fi în curând.

Nava spațială cu pilot SpaceShipTwo (este în mijloc) este ridicată de o aeronavă specială catamaran White Knight la o altitudine de 14 km, unde se dezaoculează din avion. După deconectare, propriul motor de rachetă solidă ar trebui să pornească, iar SpaceShipTwo se va ridica la o altitudine de 50 km. Aici motoarele vor fi oprite, iar dispozitivul se va ridica la o înălțime de 100 km prin inerție. Apoi se întoarce și începe să cadă pe Pământ, la o altitudine de 20 km aripile dispozitivului iau poziția de alunecare, iar SpaceShipTwo aterizează.

Acesta va fi în spațiul cosmic doar 6 minute, iar pasagerii săi (6 persoane) vor putea experimenta toate deliciile imponderabilității și vor putea admira priveliștea de la ferestre.

Adevărat, aceste 6 minute nu vor fi nici ieftine - 200 de mii de dolari. Dar pilotul care a luat zborul de probă spune că merită. Biletele sunt deja în vânzare!

În lumea fanteziei

Așadar, ne-am familiarizat foarte pe scurt cu principalele nave spațiale care există astăzi. În concluzie, să vorbim despre acele dispozitive a căror existență știința nu a confirmat-o încă. Redacția ziarelor, televiziunea și internetul primesc adesea astfel de fotografii cu obiecte zburătoare care vizitează Pământul nostru.

Ce este asta? O farfurie zburătoare de origine extraterestră, minunile graficii pe computer și altceva? Încă nu știm. Dar cu siguranță vei afla!

Zborurile către stele au atras întotdeauna atenția scriitorilor, regizorilor și scenariștilor de science fiction.

Așa arată spațiul aeronave Pepelats în filmul lui G. Danelia „Kin-dza-dza”.

În argoul specialiștilor în rachete și tehnologie spațială, cuvântul „pepelats” a ajuns să desemneze cu umor un vehicul de lansare verticală și de aterizare cu o singură etapă, precum și modele ridicole și exotice de nave spațiale și vehicule de lansare.

Cu toate acestea, ceea ce pare a fi science fiction astăzi poate deveni în curând realitate. Încă râdem de filmul nostru preferat, iar o companie privată americană a decis să dea viață acestor idei.

Acest „pepelats” a apărut la zece ani după film și a zburat de fapt, deși sub numele „Roton”.

Unul dintre cele mai cunoscute filme științifico-fantastice străine este Star Trek, o epopee a filmului cu multe părți, creat de Jim Roddenberry. Acolo, o echipă de exploratori spațiali pornește într-un zbor între galaxii pe nava spațială Enterprise.

Mai multe nave spațiale din viața reală au fost numite după legendara Enterprise.

Starship Voyager. Mai avansat, continuând misiunea de explorare a Enterprise.

Material de pe Wikipedia, www.cosmoworld.ru, din fluxuri de știri.

După cum puteți vedea, realitatea și ficțiunea nu sunt atât de departe una de cealaltă. În acest zbor va trebui să vă creați propria navă spațială. Puteți alege orice tip de dispozitive existente: vehicul de lansare, satelit, navă spațială, stație spațială, rover planetar etc. Sau puteți înfățișa o navă din lumea science-fiction.

Alte subiecte din acest zbor:

• Tur virtual „Nava spațială”
• Tema 1. Proiectarea navelor spațiale
• Subiectul 2. Înfățișarea navelor spațiale

Astăzi, zborurile spațiale nu sunt considerate povești științifico-fantastice, dar, din păcate, o navă spațială modernă este încă foarte diferită de cele prezentate în filme.

Acest articol este destinat persoanelor peste 18 ani

Ai împlinit deja 18 ani?

nave spațiale rusești și

Navele spațiale ale viitorului

Nava spațială: cum este?

Pe

Navă spațială, cum funcționează?

Masa navelor spațiale moderne este direct legată de cât de sus zboară. Sarcina principală a navelor spațiale cu echipaj este siguranța.

Modulul de coborâre Soyuz a devenit prima serie spațială Uniunea Sovietică. În această perioadă a avut loc o cursă a înarmărilor între URSS și SUA. Dacă comparăm dimensiunea și abordarea problemei construcțiilor, conducerea URSS a făcut totul pentru cucerirea rapidă a spațiului. Este clar de ce dispozitive similare nu sunt construite astăzi. Este puțin probabil ca cineva să se angajeze să construiască după o schemă în care nu există spațiu personal pentru astronauți. Navele spațiale moderne sunt echipate cu camere de odihnă pentru echipaj și o capsulă de coborâre, a cărei sarcină principală este să o facă cât mai moale în momentul aterizării.

Prima navă spațială: istoria creației

Ciolkovski este considerat pe bună dreptate părintele astronauticii. Pe baza învățăturilor sale, Goddrad a construit un motor de rachetă.

Oamenii de știință care au lucrat în Uniunea Sovietică au fost primii care au proiectat și au putut lansa un satelit artificial. De asemenea, au fost primii care au inventat posibilitatea lansării unei creaturi vii în spațiu. Statele realizează că Uniunea a fost prima care a creat o aeronavă capabilă să meargă în spațiu cu un om. Korolev este numit pe bună dreptate părintele științei rachetelor, care a intrat în istorie drept cel care și-a dat seama cum să depășească gravitația și a fost capabil să creeze prima navă spațială cu echipaj. Astăzi, chiar și copiii știu în ce an a fost lansată prima navă cu o persoană la bord, dar puțini oameni își amintesc contribuția lui Korolev la acest proces.

Echipajul și siguranța lor în timpul zborului

Sarcina principală astăzi este siguranța echipajului, deoarece petrec mult timp la altitudinea de zbor. Când construiți un dispozitiv zburător, este important din ce metal este făcut. Următoarele tipuri de metale sunt folosite în știința rachetelor:

1. Aluminiul vă permite să creșteți semnificativ dimensiunea navei spațiale, deoarece este ușoară.
2. Fierul face față remarcabil de bine tuturor sarcinilor de pe carena navei.
3. Cuprul are o conductivitate termică ridicată.
4. Argintul leagă în mod fiabil cuprul și oțelul.
5. Rezervoarele pentru oxigen lichid și hidrogen sunt fabricate din aliaje de titan.

Un sistem modern de susținere a vieții vă permite să creați o atmosferă familiară unei persoane. Mulți băieți se văd zburând în spațiu, uitând de supraîncărcarea foarte mare a astronautului la lansare.

Cea mai mare navă spațială din lume

Printre navele de război, luptătorii și interceptori sunt foarte populari. O navă de marfă modernă are următoarea clasificare:

1. Sonda este o navă de cercetare.
2. Capsula - compartiment de marfă pentru operațiunile de livrare sau salvare a echipajului.
3. Modulul este lansat pe orbită de un transportator fără pilot. Modulele moderne sunt împărțite în 3 categorii.
4. Rachetă. Prototipul pentru creație a fost dezvoltarea militară.
5. Navetă - structuri reutilizabile pentru livrarea mărfurilor necesare.
6. Stațiile sunt cele mai mari nave spațiale. Astăzi, nu numai rușii se află în spațiul cosmic, ci și francezi, chinezi și alții.

Buran - o navă spațială care a intrat în istorie

Prima navă spațială care a mers în spațiu a fost Vostok. Ulterior, Federația URSS pentru Știința Rachetelor a început să producă nave spațiale Soyuz. Mult mai târziu, Clippers și Russ au început să fie produse. Federația are mari speranțe în toate aceste proiecte cu echipaj.

În 1960, nava spațială Vostok a dovedit posibilitatea călătoriilor în spațiu cu echipaj. Pe 12 aprilie 1961, Vostok 1 a orbitat în jurul Pământului. Dar întrebarea cine a zburat pe nava Vostok 1 din anumite motive provoacă dificultăți. Poate că adevărul este că pur și simplu nu știm că Gagarin și-a făcut primul zbor pe această navă? În același an, nava spațială Vostok 2 a intrat pentru prima dată pe orbită, transportând simultan doi cosmonauți, dintre care unul a depășit nava în spațiu. A fost progres. Și deja în 1965 Voskhod 2 a putut fi lansat spatiu deschis. S-a filmat povestea navei Voskhod 2.

Vostok 3 a stabilit un nou record mondial pentru timpul petrecut de o navă în spațiu. Ultima navă din serie a fost Vostok 6.

Naveta americană din seria Apollo a deschis noi orizonturi. La urma urmei, în 1968, Apollo 11 a fost primul care a aterizat pe Lună. Astăzi există mai multe proiecte de dezvoltare a avioanelor spațiale ale viitorului, precum Hermes și Columb.

Salyut este o serie de stații spațiale interorbitale ale Uniunii Sovietice. Salyut 7 este renumit pentru că este o epavă.

Următoarea navă spațială a cărei istorie prezintă interes este Buran, apropo, mă întreb unde este acum. În 1988 a efectuat primul și ultimul zbor. După dezmembrari și transporturi repetate, traseul de mișcare a lui Buran a fost pierdut. Ultima locație cunoscută a navei spațiale Buranv Soci, lucrările la ea sunt puse sub control. Cu toate acestea, furtuna din jurul acestui proiect nu s-a potolit încă, iar soarta ulterioară a proiectului abandonat Buran este de interes pentru mulți. Și la Moscova, un complex muzeal interactiv a fost creat în interiorul unui model al navei spațiale Buran la VDNKh.

Gemeni este o serie de nave proiectate de designeri americani. Au înlocuit proiectul Mercur și au reușit să facă o spirală pe orbită.

Navele americane numite Space Shuttle au devenit un fel de navete, făcând peste 100 de zboruri între obiecte. A doua Navetă Spațială a fost Challenger.

Nu se poate să nu fii interesat de istoria planetei Nibiru, care este recunoscută ca navă de supraveghere. Nibiru s-a apropiat deja de Pământ la o distanță periculoasă de două ori, dar de ambele ori a fost evitată o coliziune.

Dragon este o navă spațială care ar fi trebuit să zboare pe planeta Marte în 2018. În 2014, federația, citând specificatii tehniceși starea navei Dragon, a întârziat lansarea. Nu cu mult timp în urmă, a avut loc un alt eveniment: compania Boeing a făcut o declarație că a început și dezvoltarea unui rover pe Marte.

Prima navă spațială universală reutilizabilă din istorie urma să fie un aparat numit Zarya. Zarya este prima dezvoltare navă de transport reutilizabile, asupra cărora federația avea foarte mari speranțe.

Un progres este considerat a fi capacitatea de utilizare instalatii nucleare in spatiu. În aceste scopuri, au început lucrările la un modul de transport și energie. În paralel, este în curs de dezvoltare proiectul Prometheus, un reactor nuclear compact pentru rachete și nave spațiale.

Shenzhou 11 din China a fost lansat în 2016 cu doi astronauți estimați să petreacă 33 de zile în spațiu.

Viteza navei spațiale (km/h)

Viteza minimă cu care se poate intra pe orbita Pământului este considerată a fi de 8 km/s. Astăzi nu este nevoie să dezvoltăm cea mai rapidă navă din lume, deoarece ne aflăm chiar la începutul spațiului cosmic. La urma urmei, înălțimea maximă pe care am putea-o atinge în spațiu este de doar 500 km. Recordul pentru cea mai rapidă mișcare în spațiu a fost stabilit în 1969, iar până acum nu a fost doborât. Pe nava spațială Apollo 10, trei astronauți, care au orbitat în jurul Lunii, se întorceau acasă. Capsula care trebuia să le livreze din zbor a reușit să atingă o viteză de 39,897 km/h. Pentru comparație, să ne uităm la cât de repede se deplasează stația spațială. Poate atinge o viteză maximă de 27.600 km/h.

Nave spațiale abandonate

Astăzi, pentru navele spațiale care au căzut în paragină, a fost creat un cimitir în Oceanul Pacific, unde zeci de nave spațiale abandonate își pot găsi locul de odihnă final. Dezastre de nave spațiale

Dezastrele se petrec în spațiu, adesea luând vieți. Cele mai frecvente, destul de ciudat, sunt accidentele care apar din cauza coliziunilor cu resturi spațiale. Când are loc o coliziune, orbita obiectului se schimbă și provoacă prăbușire și daune, ducând adesea la o explozie. Cel mai faimos dezastru este moartea navei spațiale americane Challenger.

Propulsie nucleară pentru nave spațiale 2017

Astăzi, oamenii de știință lucrează la proiecte pentru a crea un motor electric nuclear. Aceste dezvoltări implică cucerirea spațiului folosind motoare fotonice. Oamenii de știință ruși intenționează să înceapă testarea unui motor termonuclear în viitorul apropiat.

Nave spațiale din Rusia și SUA

Interesul rapid pentru spațiu a apărut de-a lungul anilor Războiul Receîntre URSS şi SUA. Oamenii de știință americani și-au recunoscut colegii ruși drept rivali demni. Racheta sovietică a continuat să se dezvolte, iar după prăbușirea statului, Rusia a devenit succesorul ei. Desigur, navele spațiale care zboară cosmonauți ruși, diferă semnificativ de primele nave. Mai mult, astăzi, datorită dezvoltărilor de succes ale oamenilor de știință americani, navele spațiale au devenit reutilizabile.

Navele spațiale ale viitorului

Astăzi, proiectele care vor permite omenirii să călătorească mai mult sunt de un interes din ce în ce mai mare. Evoluțiile moderne pregătesc deja navele pentru expediții interstelare.

Locul din care sunt lansate navele spațiale

A vedea lansarea unei nave spațiale cu proprii tăi ochi este visul multora. Acest lucru se poate datora faptului că prima lansare nu duce întotdeauna la rezultatul dorit. Dar datorită internetului, putem vedea nava decolând. Dat fiind faptul că cei care urmăresc lansarea unei nave spațiale cu echipaj ar trebui să fie destul de departe, ne putem imagina că suntem pe platforma de decolare.

Navă spațială: cum este înăuntru?

Astăzi, datorită exponatelor muzeale, putem vedea cu ochii noștri structura unor nave precum Soyuz. Desigur, primele nave erau foarte simple din interior. Interiorul opțiunilor mai moderne este proiectat în culori liniștitoare. Structura oricărei nave spațiale ne sperie neapărat cu multe pârghii și butoane. Și acest lucru adaugă mândrie celor care au putut să-și amintească cum funcționează nava și, în plus, au învățat să o controleze.

Pe ce nave spațiale zboară acum?

Nave spațiale noi aspect confirmă că ficțiunea a devenit realitate. Astăzi, nimeni nu va fi surprins de faptul că andocarea navelor spațiale este o realitate. Și puțini oameni își amintesc că primul astfel de andocare din lume a avut loc în 1967...

Structura navei spațiale Vostok 1

Marea Enciclopedie Sovietică. -- M.: Enciclopedia sovietică. 1969--1978.

1. Antena sistemului de linie de comandă radio. 2. Antena de comunicatie. 3. Carcasă conector electric 4. Trapă de acces. 5. Recipient cu alimente. 6. Benzi de strângere. 7. Antene cu bandă. 8. Motor frână. 9. Antene de comunicare. 10. Trape de service. 11 Compartiment pentru instrumente cu sisteme principale. 12. Cablaj de aprindere. 13. Cilindri sistem pneumatic (16 buc.) pentru sistemul de sustinere a vietii. 14. Scaun ejectabil. 15. Antena radio. 16. Hublo cu referință optică. 17. Trapă tehnologică. 18. Camera de televiziune. 19. Protectie termica din material ablativ. 20. Unitate echipament electronic.

SCURT INFORMAȚII DESPRE NAVA

Număr de înregistrare	1961-Mu-1/00103
Data și ora de începere (ora universală)	06.07. 04/12/1961
Locația de pornire	Baikonur, locul 1
Lansați vehiculul
Greutatea navei (kg)
Parametrii inițiali de orbită:
Înclinarea orbitală (grad)
Perioada de circulație (minute)
Perigeu (km)
Apogee (km)
Data și ora aterizării astronautului (ora universală)	07:55 04/12/1961
Locație de aterizare	Spre nord-vest din sat Smelovka, regiunea Saratov.
Durata zborului unui astronaut
Distanța parcursă (km)
Numărul de orbite în jurul Pământului
Pe scurt despre zbor	Primul zbor cu echipaj în spațiu.

Lista literaturii folosite

1. Glushko V.P. „Dezvoltarea rachetelor și cosmonauticii în URSS”, Moscova, 1987

2. Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969--1978.

3. Bobkov V.N. Din istoria aviației și a astronauticii. Numărul 72. Nave spațiale de tip Vostok și Voskhod. Studii experimentale bazate pe acestea.

4. Nave spațiale cu echipaj „Vostok” și „Voskhod” / În carte. „Rocket and Space Corporation „Energia” numită după S.P. Korolev. B.M. [Korolev], 1996, pp. 20 -118.

Vehiculele de transport de mare viteză diferă de vehiculele care se deplasează la viteze mici prin designul lor ușor. Greutatea uriașelor nave maritime se ridică la sute de mii de kilonewtoni. Viteza lor de deplasare este relativ mică (= 50 km/h). Greutatea bărcilor cu motor nu depășește 500 - 700 kn, dar pot atinge viteze de până la 100 km/h. Odată cu creșterea vitezei de mișcare, reducerea greutății designului vehiculelor de transport devine un indicator din ce în ce mai important al perfecțiunii acestora. În special mare valoare greutatea structurii este pentru aeronave (avioane, elicoptere).

O navă spațială este, de asemenea, o aeronavă, dar este destinată doar mișcării în spațiu fără aer. Poți zbura prin aer mult mai repede decât înotul pe apă sau deplasarea pe uscat, iar în spațiul fără aer poți atinge viteze și mai mari, dar cu cât viteza este mai mare, cu atât greutatea structurii este mai importantă. Creșterea greutății navei spațiale duce la o creștere foarte mare a greutății sistemului de rachete care lansează nava în regiunea planificată a spațiului cosmic.

Prin urmare, tot ceea ce se află la bordul navei ar trebui să cântărească cât mai puțin posibil și nimic nu ar trebui să fie de prisos. Această cerință reprezintă una dintre cele mai mari provocări pentru proiectanții de nave spațiale.

Care sunt principalele părți ale unei nave spațiale? Navele spațiale sunt împărțite în două clase: locuite (există un echipaj de mai multe persoane la bord) și nelocuite (la bord sunt instalate echipamente științifice, care transmite automat toate datele de măsurare pe Pământ). Vom lua în considerare doar nave spațiale cu echipaj. Prima navă spațială cu echipaj pe care Yu A. Gagarin și-a făcut zborul a fost Vostok. Este urmat de navele din seria Sunrise. Acestea nu mai sunt dispozitive cu un singur loc precum Vostok, ci dispozitive cu mai multe locuri. Pentru prima dată în lume, un zbor de grup de trei piloți-cosmonauți - Komarov, Feoktistov, Egorov - a fost efectuat pe nava spațială Voskhod.

Următoarea serie de nave spațiale create în Uniunea Sovietică s-a numit Soyuz. Navele din această serie sunt mult mai complexe ca design decât predecesorii lor, iar sarcinile pe care le pot îndeplini sunt, de asemenea, mai complexe. Navele spațiale au fost create și în SUA diverse tipuri.

Să luăm în considerare schema generala proiectarea unei nave spațiale cu echipaj, folosind exemplul navei spațiale americane Apollo.

Orez. 10. Diagrama unei rachete în trei trepte cu o navă spațială și sistem de recuperare.

Figura 10 prezintă diagrama vedere generală sistemul de rachete Saturn și nava spațială Apollo s-au andocat la el. Nava spațială se află între cea de-a treia treaptă a rachetei și un dispozitiv care se atașează la navă spațială pe o ferme numită sistem de evacuare. Pentru ce este acest dispozitiv? Atunci când un motor de rachetă sau sistemul său de control funcționează în timpul lansării unei rachete, nu pot fi excluse defecțiuni. Uneori, aceste probleme pot duce la un accident - racheta va cădea pe Pământ. Ce s-ar putea întâmpla? Componentele combustibilului se vor amesteca și se va forma o mare de foc, în care se vor găsi atât racheta, cât și nava spațială. În plus, la amestecarea componentelor combustibilului, se pot forma și amestecuri explozive. Prin urmare, dacă din orice motiv are loc un accident, este necesar să mutați nava departe de rachetă la o anumită distanță și abia apoi să aterizați. În aceste condiții, nici exploziile, nici focul nu vor fi periculoase pentru astronauți. Acesta este scopul pentru care servește sistemul de salvare de urgență (abreviat SAS).

Sistemul SAS include motoarele principale și de control care funcționează cu combustibil solid. Dacă sistemul SAS primește un semnal despre starea de urgență a rachetei, acesta este activat. Nava spațială se separă de rachetă, iar motoarele cu propulsie ale sistemului de evacuare propulsează nava în sus și departe. Când motorul cu pulbere termină de funcționare, o parașută este aruncată din navă spațială, iar nava coboară lin pe Pământ. Sistemul SAS este conceput pentru a salva astronauții în caz de urgență în timpul lansării vehiculului de lansare și zborului acestuia în faza activă.

Dacă lansarea vehiculului de lansare a decurs fără probleme și zborul în faza activă este finalizat cu succes, nu este nevoie de un sistem de salvare în caz de urgență. Odată ce nava spațială este pusă pe orbită joasă a Pământului, acest sistem devine inutil. Prin urmare, înainte ca nava spațială să intre pe orbită, sistemul de salvare în caz de urgență este aruncat de pe navă ca balast inutil.

Sistemul de salvare în caz de urgență este atașat direct la așa-numitul vehicul de coborâre sau reintrare al navei spațiale. De ce are acest nume? Am spus deja că o navă spațială care pleacă într-un zbor spațial este formată din mai multe părți. Dar doar una dintre componentele sale se întoarce pe Pământ dintr-un zbor spațial, care se numește, prin urmare, vehiculul de reintrare. Vehiculul de întoarcere sau de coborâre, spre deosebire de alte părți ale navei spațiale, are pereți groși și o formă deosebită, ceea ce este cel mai avantajos din punct de vedere al zborului în atmosfera Pământului la viteze mari. Vehiculul de recuperare, sau compartimentul de comandă, este locul în care se află astronauții în timpul lansării navei spațiale pe orbită și, desigur, în timpul coborârii pe Pământ. Majoritatea echipamentelor folosite pentru controlul navei sunt instalate în ea. Deoarece compartimentul de comandă este destinat coborârii astronauților pe Pământ, acesta găzduiește și parașute, cu ajutorul cărora nava spațială este frânată în atmosferă, apoi coboară lin.

În spatele vehiculului de coborâre se află un compartiment numit compartiment orbital. În acest compartiment sunt instalate echipamente științifice necesare pentru efectuarea cercetărilor speciale în spațiu, precum și sisteme care asigură navei tot ce este necesar: aer, electricitate, etc. Compartimentul orbital nu se întoarce pe Pământ după ce nava spațială își finalizează. misiune. Pereții săi foarte subțiri nu sunt capabili să reziste căldurii la care este expus vehiculul de întoarcere în timpul coborârii sale pe Pământ, trecând prin straturile dense ale atmosferei. Prin urmare, la intrarea în atmosferă, compartimentul orbital arde ca un meteor.

În navele spațiale destinate zborului în spațiul adânc cu oameni care aterizează pe alte corpuri cerești, este necesar să existe încă un compartiment. În acest compartiment, astronauții pot coborî la suprafața planetei și, atunci când este necesar, pot decola de pe aceasta.

Am enumerat principalele părți ale unei nave spațiale moderne. Acum să vedem cum sunt asigurate funcțiile vitale ale echipajului și funcționalitatea echipamentelor instalate la bordul navei.

Este nevoie de mult pentru a asigura viața umană. Să începem cu faptul că o persoană nu poate exista nici la foarte jos, nici foarte temperaturi ridicate. Regulatorul de temperatură de pe glob este atmosfera, adică aerul. Cum rămâne cu temperatura navei spațiale? Se știe că există trei tipuri de transfer de căldură de la un corp la altul - conductivitate termică, convecție și radiație. Pentru a transfera căldură prin conducție și convecție, este necesar un transmițător de căldură. În consecință, aceste tipuri de transfer de căldură sunt imposibile în spațiu. O navă spațială, aflată în spațiul interplanetar, primește căldură de la Soare, Pământ și alte planete exclusiv prin radiație. Merită să creați o umbră dintr-o foaie subțire de material care va bloca calea razelor Soarelui (sau a luminii de pe alte planete) către suprafața navei spațiale - și va opri încălzirea. Prin urmare, nu este dificil să izolați termic o navă spațială în vid.

Cu toate acestea, atunci când zburați în spațiul cosmic, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la supraîncălzirea navei de către razele soarelui sau suprarăcirea acesteia ca urmare a radiației de căldură de la pereți în spațiul înconjurător, ci supraîncălzirea din cauza căldurii care este eliberată în interior. nava spațială în sine. Ce poate duce la creșterea temperaturii unei nave? În primul rând, persoana în sine este o sursă care emite în mod continuu căldură, iar în al doilea rând, o navă spațială este o mașină foarte complexă, echipată cu multe instrumente și sisteme, a căror funcționare implică eliberarea de cantități mari de căldură. Sistemul care asigură funcțiile vitale ale membrilor echipajului navei se confruntă cu o sarcină foarte importantă - toată căldura generată atât de oameni, cât și de instrumente este îndepărtată cu promptitudine în afara compartimentelor navei și asigură menținerea temperaturii din acestea la nivelul necesar pentru omul normal. existenţa şi funcţionarea instrumentelor.

Cum este posibil, în condiții de spațiu, unde căldura este transferată doar prin radiație, să se asigure condițiile de temperatură necesare într-o navă spațială? Știți că vara, când strălucește soarele sufocos, toată lumea poartă haine deschise la culoare, în care căldura se simte mai puțin. Ce s-a întâmplat? Se dovedește că o suprafață ușoară, spre deosebire de una întunecată, nu absoarbe bine energia radiantă. O reflectă și, prin urmare, se încălzește mult mai puțin.

Această proprietate a corpurilor, în funcție de culoarea lor, de a absorbi sau reflecta energia radiantă într-o măsură mai mare sau mai mică, poate fi folosită pentru a regla temperatura din interiorul navei spațiale. Există substanțe (se numesc termofototropi) care își schimbă culoarea în funcție de temperatura de încălzire. Pe măsură ce temperatura crește, acestea încep să se decoloreze și, cu cât mai puternic, cu atât temperatura de încălzire este mai mare. Dimpotrivă, se întunecă la răcire. Această proprietate a termofototropelor poate fi foarte utilă dacă sunt utilizate în sistemul de control termic al navelor spațiale. La urma urmei, termofototropele vă permit să mențineți automat temperatura unui obiect la un anumit nivel, fără a utiliza niciun mecanism, încălzitoare sau răcitoare. Ca urmare, sistemul de control termic care utilizează termofototropi va avea o masă mică (și acest lucru este foarte important pentru nave spațiale) și nu va fi necesară nicio energie pentru a-l activa. (Sistemele de control termic care funcționează fără a consuma energie se numesc pasive.)

Există și alte sisteme de control termic pasiv. Toate au o proprietate importantă - masa scăzută. Cu toate acestea, acestea nu sunt de încredere în funcționare, în special în timpul utilizării pe termen lung. Prin urmare, navele spațiale sunt de obicei echipate cu așa-numitele sisteme active de control al temperaturii. Trăsătură distinctivă astfel de sisteme este capacitatea de a schimba modul de operare. Un sistem activ de control al temperaturii este ca un radiator al unui sistem de încălzire centrală - dacă doriți ca camera să fie mai rece, opriți alimentarea cu apă caldă a caloriferului. Dimpotrivă, dacă trebuie să creșteți temperatura în cameră, supapa de închidere se deschide complet.

Sarcina sistemului de control termic este de a menține temperatura aerului din cabina navei în cadrul temperaturii normale a camerei, adică 15 - 20°C. Dacă camera este încălzită folosind baterii de încălzire centrală, atunci temperatura oriunde în cameră este practic aceeași. De ce există o diferență foarte mică de temperatură a aerului lângă o baterie fierbinte și departe de aceasta? Acest lucru se explică prin faptul că în cameră există o amestecare continuă a straturilor de aer cald și reci. Aerul cald (ușor) se ridică, aerul rece (grele) se scufundă. Această mișcare (convecție) a aerului se datorează prezenței gravitației. Totul într-o navă spațială este fără greutate. În consecință, nu poate exista convecție, adică amestecarea aerului și egalizarea temperaturii în întregul volum al cabinei. Nu există convecție naturală, dar este creată artificial.

În acest scop, sistemul de control termic prevede instalarea mai multor ventilatoare. Ventilatoarele, acționate de un motor electric, forțează aerul să circule continuu prin cabina navei. Datorită acestui fapt, căldura generată de corpul uman sau de orice dispozitiv nu se acumulează într-un singur loc, ci este distribuită uniform în întregul volum.

Orez. 11. Schema de răcire a aerului din cabina navei spațiale.

Practica a arătat că într-o navă spațială se generează întotdeauna mai multă căldură decât este radiată în spațiul înconjurător prin pereți. Prin urmare, este recomandabil să instalați în el baterii prin care trebuie pompat lichid rece. Aerul din cabină antrenat de un ventilator va degaja căldură acestui lichid (vezi Fig. 11), în timpul răcirii. În funcție de temperatura lichidului din calorifer, precum și de dimensiunea acestuia, se poate elimina mai mult sau mai puțină căldură și astfel se menține temperatura din interiorul cabinei navei la nivelul necesar. Radiatorul, care răcește aerul, servește, de asemenea, unui alt scop. Știți că atunci când respiră, o persoană expiră în atmosfera înconjurătoare un gaz care conține semnificativ mai puțin oxigen decât aerul, dar mai mult dioxid de carbon și vapori de apă. Dacă vaporii de apă nu sunt îndepărtați din atmosferă, se vor acumula în ea până când apare o stare de saturație. Abur saturat se va condensa pe toate instrumentele, pe pereții navei, totul va deveni umed. Desigur, este dăunător pentru o persoană să trăiască și să lucreze în astfel de condiții mult timp și nu toate dispozitivele pot funcționa normal la o astfel de umiditate.

Radiatoarele despre care am vorbit ajută la eliminarea excesului de vapori de apă din atmosfera cabinei navei spațiale. Ai observat ce se întâmplă cu un obiect rece adus de pe stradă într-o cameră caldă iarna? Este imediat acoperit cu picături mici de apă. De unde au venit? Din aer. Aerul conține întotdeauna o anumită cantitate de vapori de apă. La temperatura camerei (+20°C), 1 m³ de aer poate conține până la 17 g de umiditate sub formă de vapori Pe măsură ce temperatura aerului crește, crește și posibilul conținut de umiditate și invers: cu scăderea temperaturii , este posibil să existe mai puțini vapori de apă în aer. Acesta este motivul pentru care umezeala cade pe obiectele reci aduse într-o cameră caldă sub formă de rouă.

Într-o navă spațială, obiectul rece este un radiator prin care este pompat lichid rece. De îndată ce prea mulți vapori de apă se acumulează în aerul din cabină, din aerul de spălat tuburile radiatorului se condensează pe ele sub formă de rouă. Astfel, radiatorul servește nu numai ca mijloc de răcire a aerului, ci în același timp este un dezumidificator de aer. Deoarece radiatorul îndeplinește două sarcini simultan - răcește și usucă aerul, se numește uscător cu frigider.

Deci, pentru a menține temperatura normală și umiditatea aerului în cabina navei spațiale, este necesar să existe în sistemul de control termic un lichid care trebuie răcit continuu, altfel nu își va putea îndeplini rolul de a elimina excesul de căldură din cabina navei spațiale. Cum se răcește lichidul? Răcirea lichidului nu este, desigur, o problemă dacă aveți un frigider electric obișnuit. Dar frigiderele electrice nu sunt instalate pe nave spațiale și nu sunt necesare acolo. Spațiul exterior diferă de condițiile pământești prin faptul că are atât căldură, cât și frig în același timp. Se dovedește că pentru a răci lichidul, cu ajutorul căruia temperatura și umiditatea aerului din interiorul cabinei sunt menținute la un anumit nivel, este suficient să-l așezi în spațiul exterior pentru o perioadă, dar astfel încât este la umbra.

Sistemul de control termic, pe lângă ventilatoarele care antrenează aerul, include și pompe. Sarcina lor este de a pompa lichid de la un radiator situat în interiorul cabinei la un radiator instalat pe exteriorul carcasei navei spațiale, adică în spațiul cosmic. Aceste două radiatoare sunt conectate între ele prin conducte, care conțin supape și senzori care măsoară temperatura lichidului la intrarea și la ieșirea radiatoarelor. În funcție de citirile acestor senzori, viteza de pompare a lichidului de la un radiator la altul este reglată, adică cantitatea de căldură îndepărtată din cabina navei.

Ce proprietăți ar trebui să aibă un lichid utilizat într-un sistem de control al temperaturii? Deoarece unul dintre radiatoare este situat în spațiul cosmic, unde sunt posibile temperaturi foarte scăzute, una dintre cerințele principale pentru lichid este o temperatură scăzută de solidificare. Într-adevăr, dacă lichidul din radiatorul extern îngheață, sistemul de control al temperaturii va eșua.

Menținerea temperaturii în interiorul unei nave spațiale la un nivel care să mențină performanța umană este o sarcină foarte importantă. O persoană nu poate trăi și lucra nici în frig, nici în căldură. Poate o persoană să existe fără aer? Desigur că nu. Și o astfel de întrebare nu se ridică niciodată în fața noastră, deoarece aerul este peste tot pe Pământ. Aerul umple și cabina navei spațiale. Există o diferență în a oferi unei persoane aer pe Pământ și în cabina unei nave spațiale? Spațiul aerian de pe Pământ este mare. Indiferent cât de mult respiram, indiferent cât de mult oxigen consumăm pentru alte nevoi, conținutul său în aer practic nu se modifică.

Situația în cabina navei spațiale este diferită. În primul rând, volumul de aer din acesta este foarte mic și, în plus, nu există un regulator natural al compoziției atmosferei, deoarece nu există plante care să absoarbă dioxid de carbon și să elibereze oxigen. Prin urmare, foarte curând oamenii din cabina navei spațiale vor începe să simtă o lipsă de oxigen pentru a respira. O persoană se simte normală dacă atmosfera conține cel puțin 19% oxigen. Cu mai puțin oxigen, respirația devine dificilă. Într-o navă spațială, pentru un membru al echipajului există un volum liber = 1,5 - 2,0 m³. Calculele arată că după 1,5 - 1,6 ore aerul din cabină devine nepotrivit pentru respirația normală.

În consecință, nava spațială trebuie să fie echipată cu un sistem care să-și alimenteze atmosfera cu oxigen. De unde iei oxigen? Desigur, puteți stoca oxigenul la bordul unei nave sub formă de gaz comprimat în butelii speciale. Dacă este necesar, gazul din butelie poate fi eliberat în cabină. Dar acest tip de stocare a oxigenului este de puțin folos pentru nave spațiale. Cert este că cilindrii metalici, în care gazul este sub presiune ridicată, cântăresc mult. Prin urmare, această metodă simplă de stocare a oxigenului pe nave spațiale nu este utilizată. Dar oxigen gazos poate fi transformat în lichid. Densitatea oxigenului lichid este de aproape 1000 de ori mai mare decât densitatea oxigenului gazos, drept urmare va fi necesar un recipient mult mai mic pentru a-l stoca (de aceeași masă). În plus, oxigenul lichid poate fi stocat sub presiune ușoară. În consecință, pereții vasului pot fi subțiri.

Cu toate acestea, utilizarea oxigenului lichid la bordul unei nave ridică unele dificultăți. Este foarte ușor să introduci oxigen în atmosfera unei cabine de nave spațiale dacă este în stare gazoasă, dar mai dificil dacă este lichid. Lichidul trebuie mai întâi transformat în gaz, iar pentru aceasta trebuie încălzit. Încălzirea oxigenului este, de asemenea, necesară deoarece vaporii săi pot avea o temperatură apropiată de punctul de fierbere al oxigenului, adică - 183°C. Un astfel de oxigen rece nu poate fi lăsat în cabină, desigur, este imposibil să respire cu el. Ar trebui să fie încălzit la cel puțin 15 - 18 ° C.

Pentru gazeificarea oxigenului lichid și încălzirea vaporilor, vor fi necesare dispozitive speciale, care vor complica sistemul de alimentare cu oxigen. De asemenea, trebuie să ne amintim că în procesul de respirație o persoană nu numai că consumă oxigen în aer, dar în același timp eliberează dioxid de carbon. O persoană emite aproximativ 20 de litri de dioxid de carbon pe oră. Dioxidul de carbon, așa cum se știe, nu este o substanță otrăvitoare, dar este dificil pentru o persoană să respire aer care conține mai mult de 1 - 2% dioxid de carbon.

Pentru a face aerul dintr-o cabină de navă spațială respirabil, este necesar nu numai să adăugați oxigen la acesta, ci și să eliminați simultan dioxidul de carbon din acesta. În acest scop, ar fi convenabil să existe la bordul navei spațiale o substanță care eliberează oxigen și în același timp absoarbe dioxidul de carbon din aer. Astfel de substanțe există. Știți că un oxid de metal este un compus de oxigen cu un metal. Rugina, de exemplu, este oxid de fier. Alte metale, inclusiv cele alcaline (sodiu, potasiu), se oxidează.

Metalele alcaline, atunci când sunt combinate cu oxigen, formează nu numai oxizi, ci și așa-numiții peroxizi și superoxizi. Peroxizii și superoxizii metalelor alcaline conțin mult mai mult oxigen decât oxizii. Formula oxidului de sodiu este Na₂O, iar formula superoxidului este NaO₂. Când este expus la umiditate, superoxidul de sodiu se descompune cu eliberarea de oxigen pur și formarea de alcali: 4NaO₂ + 2H₂O → 4NaOH + 3O₂.

Superoxizii de metale alcaline s-au dovedit a fi substanțe foarte convenabile pentru obținerea de oxigen din aceștia în condițiile navelor spațiale și pentru purificarea aerului din cabină de excesul de dioxid de carbon. La urma urmei, alcalii (NaOH), care se eliberează în timpul descompunerii superoxidului de metal alcalin, se combină foarte ușor cu dioxidul de carbon. Calculele arată că pentru fiecare 20 - 25 de litri de oxigen eliberați în timpul descompunerii superoxidului de sodiu, se formează alcalii de sodă într-o cantitate suficientă pentru a lega 20 de litri de dioxid de carbon.

Legarea dioxidului de carbon de către un alcali este ceea ce se întâmplă între ele reacție chimică: CO₂ + 2NaOH → Na2CO + H2O. Ca rezultat al reacției, se formează carbonat de sodiu (sodă) și apă. Raportul dintre oxigen și alcali, format în timpul descompunerii superoxizilor de metale alcaline, s-a dovedit a fi foarte favorabil, deoarece o persoană obișnuită consumă 25 A de oxigen pe oră și emite 20 de litri de dioxid de carbon în același timp.

Superoxidul de metal alcalin se descompune atunci când interacționează cu apa. De unde să iei apă pentru asta? Se pare că nu trebuie să-ți faci griji pentru asta. Am spus deja că atunci când o persoană respiră, emite nu numai dioxid de carbon, ci și vapori de apă. Umiditatea conținută în aerul expirat este suficientă din abundență pentru a descompune cantitatea necesară de superoxid. Desigur, știm că consumul de oxigen depinde de adâncimea și frecvența respirației. Te așezi la masă și respiri calm - consumi o cantitate de oxigen. Și dacă mergi la alergat sau faci muncă fizică, respiri profund și des și, prin urmare, consumi mai mult oxigen decât cu o respirație liniștită. Membrii echipajului navelor spațiale vor consuma, de asemenea, cantități diferite de oxigen în diferite momente ale zilei. În timpul somnului și odihnei, consumul de oxigen este minim, dar atunci când se efectuează lucrări care implică mișcare, consumul de oxigen crește brusc.

Datorită oxigenului inhalat, în organism apar anumite procese oxidative. În urma acestor procese, se formează vapori de apă și dioxid de carbon. Dacă organismul consumă mai mult oxigen, înseamnă că emite mai mult dioxid de carbon și vapori de apă. În consecință, corpul, așa cum spune, menține automat conținutul de umiditate din aer într-o astfel de cantitate care este necesară pentru descompunerea cantității corespunzătoare de superoxid de metal alcalin.

Orez. 12. Schema de alimentare cu oxigen a atmosferei cabinei navei spațiale și eliminarea dioxidului de carbon.

O diagramă de curățare a aerului de dioxid de carbon și alimentare cu oxigen este prezentată în Figura 12. Aerul din cabină este antrenat de un ventilator prin cartușe cu superoxid de sodiu sau potasiu. Aerul care iese din cartușe este deja îmbogățit cu oxigen și purificat de dioxid de carbon.

În cabină este instalat un senzor care monitorizează conținutul de oxigen din aer. Dacă senzorul arată că conținutul de oxigen din aer devine prea scăzut, se trimite un semnal către motoarele ventilatorului pentru a crește viteza, drept urmare viteza aerului care trece prin cartușele de superoxid crește și, prin urmare, cantitatea de umiditatea (care este în aer) intră în cartuş în acelaşi timp. Mai multă umiditate înseamnă că se produce mai mult oxigen. Dacă aerul din cabină conține mai mult oxigen decât în ​​mod normal, atunci senzorii trimit un semnal către motoarele ventilatorului pentru a reduce viteza.