ทัศนศึกษาเสมือนจริง “ยานอวกาศ ยานอวกาศสามชั่วอายุคน สหภาพโซเวียต คำอธิบายของยานอวกาศสำหรับเด็ก
ในเมืองเล็กๆ ที่สูญหายไปในภูมิภาคทะเลทรายของรัฐแคลิฟอร์เนีย มือสมัครเล่นคนเดียวที่ไม่รู้จักกำลังพยายามแข่งขันกับมหาเศรษฐีและบริษัทชื่อดังระดับโลกเพื่อสิทธิ์ในการสร้างยานอวกาศเพื่อส่งสินค้าไปยังวงโคจรโลกต่ำ เขามีความช่วยเหลือไม่เพียงพอและทรัพยากรไม่เพียงพอ แต่ถึงแม้จะมีความยากลำบาก แต่เขาก็ยังจะดูงานของเขาจนจบ
โจ แปปปาลาร์โด
Dave Masten จ้องไปที่หน้าจอคอมพิวเตอร์ของเขาอย่างตั้งใจ นิ้วของเขาเลื่อนไปเหนือปุ่มเมาส์ครู่หนึ่ง เดฟรู้ว่าเขากำลังจะเปิดจดหมายจาก DARPA และจดหมายฉบับนี้จะเปลี่ยนชีวิตของเขาไม่ว่ามันจะพูดอะไรก็ตาม เขาจะได้รับเงินทุนหรือถูกบังคับให้ละทิ้งความฝันตลอดไป
สองข่าว
นี่เป็นจุดเปลี่ยนที่แท้จริง - เนื่องจากคำถามของการมีส่วนร่วมในโปรแกรม XS-1 ซึ่งได้รับทุนจาก DARPA มีเป้าหมายคือการสร้างเครื่องบินอวกาศไร้คนขับที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งสามารถทนต่อการยิงสิบครั้งในสิบวันเร่งความเร็วเป็น เกิน 10 มัค และด้วยความช่วยเหลือของขั้นตอนเพิ่มเติม ส่งไปยังวงโคจรโลกต่ำที่มีน้ำหนักมากกว่า 1.5 ตัน ยิ่งกว่านั้น ค่าใช้จ่ายในการปล่อยแต่ละครั้งไม่ควรเกิน 5 ล้านเหรียญสหรัฐ Dave Masten ซึ่งเป็นบุคคลภายนอกชั่วนิรันดร์ซึ่งเป็นผู้ลี้ภัย จากซิลิคอน วัลเลย์ ผู้ประกอบการสันโดษในอุตสาหกรรมอวกาศ ไม่เคยเข้าใกล้การสร้างระบบอวกาศที่ครบครันขนาดนี้มาก่อน หากบริษัทของเขากลายเป็นหนึ่งในสามของผู้เข้าร่วมโครงการ XS-1 เดฟจะได้รับเงินสนับสนุนทันที 3 ล้านดอลลาร์และการฉีดเงินทุนเพิ่มเติมในปีหน้า และค่าตัวสัญญาอนาคตอาจเกิน 140 ล้านดอลลาร์!
ในกรณีที่ถูกปฏิเสธ บริษัทของ Dave จะยังคงเป็นบริษัทเล็กๆ ที่ไม่มีใครรู้จัก มุ่งสู่การดำรงอยู่อย่างน่าสังเวชและทะนุถนอมความฝันอันเปราะบางของการสร้างยานอวกาศในวงโคจร แต่ที่แย่กว่านั้นคือพลาดโอกาสที่หาได้ยากในการทำให้วิสัยทัศน์ของ Masten เป็นจริง โครงการการบินอวกาศของรัฐบาลได้รับการสนับสนุนในอดีต (อันที่จริง มันเป็นข้อกำหนด) ยานอวกาศที่ต้องใช้สนามบินหรือร่มชูชีพขนาดใหญ่ในการลงจอด มาสเทนเสนอให้สร้างจรวดที่มีการบินขึ้นในแนวตั้งและการลงจอดในแนวตั้ง ซึ่งไม่ต้องใช้ทั้งลานลงจอดหรือร่มชูชีพเมื่อกลับมายังโลก โครงการ XS-1 ถือเป็นโอกาสอันดีที่จะนำแนวคิดนี้ไปใช้ แต่ถ้าโชคไม่ดีกะทันหันและมีคนอื่นมีโอกาสเข้าร่วม ใครจะรู้ว่ารัฐบาลจะเปิดแหล่งเงินทุนใหม่ในอนาคตหรือไม่
ดังนั้น อีเมลหนึ่งฉบับ สองเส้นทางที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง หนึ่งในนั้นนำไปสู่อวกาศโดยตรง มาสเทนคลิกเมาส์และเริ่มอ่าน - ช้าๆ เจาะลึกทุกคำ เมื่อเสร็จแล้ว เขาก็หันไปหาวิศวกรที่รวมตัวกันอยู่ข้างหลังเขา และประกาศด้วยสีหน้าตรงว่า: "ฉันมีข่าวดีและข่าวร้ายสองเรื่อง" ข่าวดีก็คือเราได้รับเลือกสำหรับ XS-1 แล้ว! ข่าวร้ายก็คือเราได้รับเลือกให้เข้าร่วมใน XS-1”
คลัสเตอร์ที่สถานีอวกาศ
พื้นที่ทางตอนเหนือของทะเลทรายโมฮาวีดูเหมือนหลุดมาจากภาพยนตร์เกี่ยวกับภัยพิบัติ ปั๊มน้ำมันร้างที่ปกคลุมไปด้วยภาพวาดกราฟิตี และถนนที่พังเกลื่อนไปด้วยซากสัตว์กระดกเพียงเสริมสร้างความประทับใจนี้เท่านั้น ภูเขาที่โบกสะบัดไปในระยะไกลบนขอบฟ้า ความร้อนอันแรงกล้าของดวงอาทิตย์ และท้องฟ้าสีครามไร้เมฆที่ไม่มีที่สิ้นสุด
อย่างไรก็ตาม ความว่างเปล่าที่น่าอึดอัดใจนี้ถือเป็นการหลอกลวง ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกามีฐานทัพอากาศ Edwards (R-2508) ซึ่งเป็นสถานที่ทดสอบหลักในประเทศ น่านฟ้าปิดขนาด 50,000 ตารางกิโลเมตรถูกเครื่องบินรบข้ามอยู่ตลอดเวลา ที่นี่เมื่อ 68 ปีที่แล้ว ชัค เยเกอร์กลายเป็นนักบินคนแรกที่บินเกินความเร็วเสียงในการบินแนวนอนแบบควบคุม
อย่างไรก็ตาม การห้ามใช้เครื่องบินโดยสารและเครื่องบินส่วนตัวไม่ได้มีผลกับผู้อยู่อาศัยในท่าเรือ Mojave Aerospace ซึ่งอยู่ใกล้เคียง ซึ่งในปี 2547 ได้กลายเป็นท่าจอดเรือเชิงพาณิชย์แห่งแรกของประเทศ Masten ย้ายมาที่นี่ในปีเดียวกันนั้นทันทีหลังจากที่บริษัทสตาร์ทอัพที่เขาทำงานเป็นวิศวกรซอฟต์แวร์ถูกซื้อกิจการโดย Cisco Systems ยักษ์ใหญ่ด้านการสื่อสาร จากอาคารว่างหลายแห่งที่ Dave ได้รับการเสนอให้ขณะย้าย เขาเลือกค่ายทหารนาวิกโยธินที่ถูกทิ้งร้างซึ่งสร้างขึ้นในปี 1940 อาคารจำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซมอย่างจริงจัง หลังคารั่ว และผนังและมุมก็ตกแต่งด้วยใยแมงมุมอย่างหนา สำหรับ Dave สถานที่นี้กลายเป็นสถานที่ในอุดมคติ เนื่องจากมีเพดานสูง 6 เมตร จึงสามารถรองรับเครื่องบินทุกลำที่เขาและพนักงานสามคนกำลังสร้างในขณะนั้นได้ ข้อดีอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการ "วางเดิมพัน" ไซต์ปล่อยจรวดหลายแห่งและดำเนินการทดสอบการเปิดตัวจากไซต์เหล่านั้น
เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่การดำรงอยู่ของระบบอวกาศ Masten เป็นที่รู้จักของผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีอวกาศเพียงไม่กี่คนและเพื่อนบ้านเพียงไม่กี่รายของท่าเรืออวกาศ ซึ่งรวมถึงบริษัทยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรมที่จัดตั้งขึ้น เช่น Scaled Composites ซึ่งวางรากฐานสำหรับการลงทุนภาคเอกชนในอวกาศ ชื่อ Virgin ของ Richard Branson ระบบ Stratolaunch ทางช้างเผือกและวัลแคน พอล อัลเลน โรงเก็บเครื่องบินอันกว้างขวางของพวกเขาอัดแน่นไปด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัยซึ่งมีราคาสูงกว่า MSS ทั้งหมดรวมกัน อย่างไรก็ตาม การแข่งขันดังกล่าวไม่ได้ขัดขวางการผลิตผลงานของ Masten จากการชนะรางวัล 1 ล้านเหรียญในปี 2009 ในการแข่งขันที่ NASA จัดเพื่อสร้างโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์ หลังจากนั้น จู่ๆ ผู้คนก็เริ่มพูดถึงบริษัท และ Dave ก็เริ่มได้รับคำสั่ง - นอกจาก NASA แล้ว จรวดของเขาก็เริ่มได้รับความนิยมจากมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงในประเทศและแม้แต่ในกระทรวงกลาโหม - สำหรับการทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ในระดับสูง และการวิจัย
แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของยานอวกาศ XS-1 VTOL ที่ออกแบบโดย Masten Space Systems
หลังจากการรวมอย่างเป็นทางการในโปรแกรม XS-1 อำนาจของ MSS ก็แข็งแกร่งยิ่งขึ้น - ในการแข่งขันกับ Boeing Corporation และ Northrop Grumman บริษัท อุตสาหกรรมการทหารขนาดใหญ่ Masten ดูน่านับถือมาก นอกเหนือจากยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรมเหล่านี้แล้ว โครงการดังกล่าวยังเกี่ยวข้องกับ Blue Origin ซึ่งเป็นบริษัทการบินและอวกาศเอกชนที่ Jeff Bezos เป็นเจ้าของ ตลอดจน Scaled Composites และ Virgin Galactic ที่กล่าวถึงไปแล้ว ซึ่งร่วมมือกับ Northrop Grumman MSS ตัดสินใจผนึกกำลังกับบริษัทเล็กๆ อีกแห่งจาก Mojave - XCOR Aerospace ดังนั้น ในการแข่งขันเพื่อสร้างรถบรรทุกอวกาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ Dave ต้องปะทะกับบริษัทที่น่านับถือและมีชื่อเสียงมากที่สุด เหลือเวลาเพียงสิบสามเดือนก่อนถึงขั้นตอนต่อไป - การประเมินผลลัพธ์ระหว่างกาลและการตัดสินใจเกี่ยวกับการระดมทุนเพิ่มเติม
ดีกว่าโบอิ้ง
อาคาร MSS อยู่ในสภาพเดียวกับตอนที่ Masten เข้ามารับช่วงต่อ หลังคายังรั่วอยู่ และคุณอาจบังเอิญไปเจอแมงมุมพิษได้ กล่องพร้อมเครื่องมือวางอยู่รอบปริมณฑล นอกจากป้ายชื่อบริษัท กระดานดำที่มีสมการ และธงชาติอเมริกันแล้ว ก็ไม่มีอะไรบนผนังเลย ศูนย์กลางของโรงเก็บเครื่องบินถูกครอบครองโดยจรวด Xaero-B โดยรองรับด้วยขาโลหะสี่ขา ซึ่งด้านบนมีถังทรงกลมปริมาตรสองถัง หนึ่งในนั้นเต็มไปด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ส่วนอีกอันเต็มไปด้วยออกซิเจนเหลว สูงขึ้นเล็กน้อยในวงกลมจะมีถังฮีเลียมเพิ่มเติม จำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ของระบบควบคุมไอพ่นซึ่งออกแบบมาเพื่อควบคุมตำแหน่งเชิงพื้นที่ของเรือ เครื่องยนต์ที่ด้านล่างของจรวดติดตั้งอยู่ในกิมบอลเพื่อให้สามารถควบคุมโครงสร้างคล้ายแมลงประหลาดนี้ได้
พนักงานหลายคนกำลังยุ่งอยู่กับการเตรียม Xaero-B สำหรับการทดลองร่วมกับมหาวิทยาลัยโคโลราโด (โบลเดอร์ สหรัฐอเมริกา) ซึ่งมีแผนจะทดสอบว่าเรือสามารถสื่อสารกับกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและเข้าร่วมในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบได้หรือไม่
บริษัทของ Masten ดึงดูดวิศวกรเครื่องกลบางประเภทซึ่งเป็นแฟนพันธุ์แท้ของงานฝีมือของพวกเขา “ฉันฝึกงานที่ Boeing ในแผนกเครื่องยนต์สำหรับรุ่น 777” Kyle Nyberg วิศวกรวัย 26 ปีกล่าว — โบอิ้งเป็นบริษัทที่ดีมาก แต่บอกตามตรง ฉันไม่ชอบนั่งอยู่ในออฟฟิศทั้งวัน ฉันจินตนาการว่าอีก 40 ปีข้างหน้าชีวิตของฉันจะเป็นแบบนี้ และฉันก็กลัวมาก ในบริษัทเอกชนขนาดเล็กอย่าง MSS วิศวกรสามารถสัมผัสประสบการณ์หลากหลายอารมณ์เมื่อนำแนวคิดของตนมาสู่ความเป็นจริง ตั้งแต่ความอิ่มเอมใจไปจนถึงความผิดหวังโดยสิ้นเชิง ไม่ค่อยเห็นอะไรแบบนี้"
เติมน้ำมันที่จุดลากรองจ์
เป้าหมายหลักของ Masten คือการสร้างจรวดที่ออกแบบมาเพื่อบรรทุกสินค้า ไม่ใช่นักบินอวกาศ แต่เป็นม้าทำงานประเภทต่างๆ เรือดังกล่าวมีความจำเป็นอย่างแน่นอน เช่น ในการขนส่งออกซิเจนและไฮโดรเจนจากพื้นผิวดวงจันทร์ไปยังปั๊มน้ำมัน ซึ่งวันหนึ่งจะถูกวางไว้ที่จุดลากรองจ์ระหว่างโลกกับดวงจันทร์ นั่นคือเหตุผลที่ Masten รวมหลักการของการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งในการออกแบบของเขา “นี่เป็นวิธีเดียวที่ฉันรู้ว่าจะใช้ได้บนพื้นผิววัตถุแข็งใดๆ ในระบบสุริยะ” เขาอธิบาย “คุณไม่สามารถลงเครื่องบินหรือกระสวยบนดวงจันทร์ได้!”
นอกจากนี้ การบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งทำให้สามารถนำยานอวกาศกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายขึ้น จรวด Masten บางลำได้เสร็จสิ้นไปแล้วหลายร้อยเที่ยวบิน การเตรียมการปล่อยใหม่ใช้เวลาไม่เกินหนึ่งวัน ตามเงื่อนไขของโปรแกรม XS-1 การยิงสิบครั้งจะต้องดำเนินการภายในสิบวัน ซึ่งถือเป็นเรื่องปกติสำหรับ MSS มานานแล้ว ที่นี่เดฟนำหน้าคู่แข่งของเขามากซึ่งยังไม่สามารถทำได้เลยแม้แต่ครั้งเดียว
ความสุภาพเรียบร้อยและการทำงานหนัก
ดังนั้น DARPA จึงประกาศว่าผู้เข้าร่วมทั้งสามในโครงการ XS-1 ได้ผ่านเข้าสู่ระยะที่ 1B แล้ว ซึ่งแต่ละบริษัทจะได้รับเงินเพิ่มอีก 6 ล้านเหรียญสหรัฐ งานหลักของระยะที่ 1 คืองานออกแบบและการเตรียมโครงสร้างพื้นฐาน กล่าวคือ ก็คือ จำเป็นเพื่อแสดงให้เห็นว่าบริษัทจะสามารถทำงานใน XS-1 ได้ ในระยะที่ 1B ผู้เข้าร่วมจะต้องดำเนินการทดลองวิ่ง รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้อง และปรับแต่งการออกแบบต่อไปเพื่อแสดงให้เห็นว่าพวกเขาวางแผนที่จะบรรลุเป้าหมายสุดท้ายอย่างไร ผลการดำเนินงานระยะ 1B มีกำหนดในฤดูร้อนหน้า โดยเที่ยวบินแรกของ XS-1 ขึ้นสู่วงโคจรตามกำหนดในปี 2561
ไม่ว่าผลลัพธ์ของการแข่งขันครั้งนี้จะเป็นเช่นไร การที่เดฟสามารถมาได้ไกลขนาดนี้สามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมโครงการอวกาศส่วนตัวได้ “นี่คือตัวเปลี่ยนเกม” ฮันนาห์ เคอร์เนอร์ กรรมการบริหารของมูลนิธิ Space Frontier Foundation และอดีตวิศวกรของ NASA กล่าว “DARPA ไม่เพียงแต่เปิดโอกาสให้บริษัทเอกชนได้เข้าร่วมในโครงการอวกาศของรัฐบาลเท่านั้น แต่ยังยอมรับบริษัทขนาดเล็กที่เพิ่งเกิดใหม่ที่มีศักยภาพในการเล่นอย่างจริงจัง” แม้ว่าคุณจะลืมการมีส่วนร่วมใน XS-1 ไปชั่วขณะ แต่ MSS ก็ยังยากที่จะโทรหาบริษัทภายนอก ในเดือนสิงหาคม บริษัทได้เปิดสำนักงานใหม่ที่ Cape Canaveral ซึ่งเป็นศูนย์อวกาศในฟลอริดา ซึ่งเพิ่งกลายเป็นศูนย์กลางในการเปิดตัวพื้นที่เชิงพาณิชย์ สำนักงาน SpaceX ตั้งอยู่ในศูนย์ธุรกิจเดียวกัน ตั้งอยู่ใกล้ศูนย์อวกาศเคนเนดี
อย่างไรก็ตาม MSS ยังมีพนักงานไม่เพียงพอและมีทรัพยากรไม่เพียงพอ และยังคงเป็นกลุ่มวิศวกรโรแมนติกที่เจาะ ตอก และบัดกรีในโรงเก็บเครื่องบินใกล้กับบริษัทใหญ่ที่ร่ำรวย และคุณเริ่มหยั่งรากลึกเพื่อพวกเขาโดยไม่ได้ตั้งใจ - คุณอยากให้พวกเขาประสบความสำเร็จ
“ผมคิดว่าเราจะแข่งขันกับคู่แข่งของเราได้อย่างแน่นอน” Masten กล่าวเมื่อถูกถามเกี่ยวกับโอกาสในการประสบความสำเร็จของ XS-1 เขาไม่เห็นว่ามีประโยชน์อะไรกับภูเขาทองคำที่มีแนวโน้มดี แม้ว่าสิ่งนี้จะกลายเป็นนิสัยสำหรับเพื่อนร่วมงานหลายคนไปแล้วก็ตาม หลายคนประสบความสำเร็จเพราะพวกเขารู้วิธีพูดอย่างสวยงาม เดฟไม่ใช่หนึ่งในนั้น เขาเป็นคนใจเย็น ทำงานหนัก เจียมเนื้อเจียมตัว แต่ก็เหมือนกับคู่แข่ง เขาหลงใหลในการทำให้ความคิดของเขาเป็นจริง
ระบบช่วยเหลือฉุกเฉินสำหรับลูกเรือยานอวกาศทำงานอย่างไร อัสลาน เขียนเมื่อ 24 ตุลาคม 2018
ระบบกู้ภัยฉุกเฉินหรือเรียกสั้น ๆ ว่า SAS คือ "จรวดในจรวด" ที่ประดับยอดแหลมของสหภาพ:
นักบินอวกาศนั่งอยู่ที่ส่วนล่างของยอดแหลม (ซึ่งมีรูปทรงกรวย):
SAS ช่วยให้ลูกเรือสามารถช่วยเหลือได้ทั้งบนฐานปล่อยจรวดและระหว่างส่วนใดๆ ของเที่ยวบิน เป็นเรื่องที่ควรเข้าใจว่าความน่าจะเป็นที่จะได้ lyuli ตั้งแต่เริ่มต้นนั้นสูงกว่าในการบินหลายเท่า มันเหมือนกับหลอดไฟ - ความเหนื่อยหน่ายส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นทันทีที่คุณเปิดเครื่อง ดังนั้น สิ่งแรกที่ SAS ทำในขณะที่เกิดอุบัติเหตุคือการบินขึ้นไปในอากาศและพานักบินอวกาศไปที่ไหนสักแห่งที่ห่างจากการระเบิดที่แพร่กระจาย:
เครื่องยนต์ SAS พร้อมใช้งาน 15 นาทีก่อนการปล่อยจรวด
ตอนนี้มาถึงส่วนที่น่าสนใจที่สุด SAS เปิดใช้งานโดยพนักงานต้อนรับสองคนที่กดปุ่มพร้อมกันตามคำสั่งของผู้อำนวยการการบิน นอกจากนี้คำสั่งมักจะเป็นชื่อของวัตถุทางภูมิศาสตร์บางแห่ง ตัวอย่างเช่น ผู้อำนวยการการบินพูดว่า: “อัลไต” และพนักงานต้อนรับเปิดใช้งาน SAS ทุกอย่างยังคงเหมือนเดิมเมื่อ 50 ปีที่แล้ว
สิ่งที่แย่ที่สุดไม่ใช่การลงจอด แต่เป็นการโอเวอร์โหลด ในข่าวเกี่ยวกับนักบินอวกาศที่ได้รับการช่วยเหลือ พบว่าน้ำหนักเกินพิกัดอยู่ที่ 9 กรัมทันที นี่เป็นการบรรทุกเกินพิกัดที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่งสำหรับคนธรรมดา แต่สำหรับนักบินอวกาศที่ผ่านการฝึกอบรมแล้วมันไม่เป็นอันตรายถึงชีวิตหรือเป็นอันตรายด้วยซ้ำ ตัวอย่างเช่นในปี 1975 Vasily Lazarev ประสบความสำเร็จเกิน 20 และตามแหล่งข้อมูลบางแห่ง 26G เขาไม่ได้ตาย แต่ผลที่ตามมาทำให้อาชีพของเขายุติลง
ตามที่กล่าวไว้ CAS มีอายุมากกว่า 50 ปีแล้ว ในช่วงเวลานี้มีการเปลี่ยนแปลงมากมาย แต่หลักการพื้นฐานของการทำงานอย่างเป็นทางการยังไม่เปลี่ยนแปลง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปรากฏขึ้น มีเซ็นเซอร์ต่างๆ มากมาย ความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้น แต่นักบินอวกาศกู้ภัยยังคงดูเหมือนเดิมเมื่อ 50 ปีที่แล้ว ทำไม เนื่องจากแรงโน้มถ่วง การเอาชนะความเร็วหนีแรกและปัจจัยมนุษย์นั้นเป็นปริมาณที่ดูเหมือนจะไม่เปลี่ยนแปลง:
การทดสอบ SAS ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2510 จริงๆ แล้ว พวกเขาพยายามบินรอบดวงจันทร์โดยไม่มีคนควบคุม แต่แพนเค้กชิ้นแรกออกมาเป็นก้อน ดังนั้นเราจึงตัดสินใจทดสอบ CAS พร้อมๆ กัน เพื่อให้ผลลัพธ์บางส่วนเป็นบวก รถโคตรตกลงมาโดยสมบูรณ์ และถ้ามีคนอยู่ข้างใน พวกเขาก็คงจะรอดมาได้
และนี่คือลักษณะของ SAS ในเที่ยวบิน:
คอสต์ซอฟ มัตวีย์
ผู้เข้าร่วมการอ่านทางวิทยาศาสตร์ในเมืองสำหรับเด็กวัยประถมศึกษาในส่วน "โลกแห่งอวกาศ" นักเรียนพูดคุยเกี่ยวกับการออกแบบยานอวกาศวอสตอค วอสคอด และโซยุซ
ดาวน์โหลด:
ดูตัวอย่าง:
การอ่านทางวิทยาศาสตร์ในเมืองสำหรับเด็กชั้นประถมศึกษา
หมวด “โลกแห่งอวกาศ”
หัวข้อ: “การออกแบบยานอวกาศ”
คลาส 3 B MBOU-โรงยิมหมายเลข 2
หัวหน้างานด้านวิทยาศาสตร์ Mosolova G.V. ครูโรงเรียนประถมศึกษา
ตูลา 2013
การแนะนำ
ฉันสนใจการออกแบบยานอวกาศมาก ประการแรก เนื่องจากมันเป็นอุปกรณ์ขนาดใหญ่และซับซ้อน ซึ่งเป็นผลงานของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจำนวนมาก ประการที่สอง เรือจะกลายเป็นบ้านของนักบินอวกาศเป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน ซึ่งจำเป็นต้องมีสภาพปกติของมนุษย์ นักบินอวกาศจะต้องหายใจ ดื่ม กิน นอน ในระหว่างการบิน นักบินอวกาศจำเป็นต้องหมุนเรือไปรอบ ๆ และเปลี่ยนวงโคจรตามดุลยพินิจของเขาเอง กล่าวคือ เรือจะต้องได้รับการควบคุมอย่างง่ายดายเมื่อเคลื่อนที่ในอวกาศ ประการที่สาม ในอนาคตฉันอยากจะออกแบบยานอวกาศด้วยตัวเอง
ยานอวกาศดังกล่าวได้รับการออกแบบสำหรับการบินสู่อวกาศโดยคนตั้งแต่หนึ่งคนขึ้นไป และเดินทางกลับสู่โลกอย่างปลอดภัยหลังจากเสร็จสิ้นภารกิจ
ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับยานอวกาศนั้นเข้มงวดกว่ายานอวกาศอื่นๆ สภาพการบิน (เกินพิกัด อุณหภูมิ ความดัน ฯลฯ) จะต้องได้รับการดูแลอย่างแม่นยำสำหรับสิ่งเหล่านั้น เพื่อไม่ให้ชีวิตมนุษย์ตกอยู่ในอันตราย
คุณลักษณะที่สำคัญของยานอวกาศที่มีคนขับคือการมีระบบช่วยเหลือฉุกเฉิน
มีเพียงรัสเซีย สหรัฐอเมริกา และจีนเท่านั้นที่สร้างยานอวกาศที่มีคนขับ เนื่องจากงานนี้มีความซับซ้อนสูงและมีค่าใช้จ่ายสูง และมีเพียงรัสเซียและสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่มีระบบยานอวกาศบรรจุคนแบบใช้ซ้ำได้
ในงานนี้ ฉันพยายามพูดถึงโครงสร้างของยานอวกาศวอสตอค วอสคอด และโซยุซ
"ทิศตะวันออก"
ยานอวกาศโซเวียตซีรีส์วอสตอคได้รับการออกแบบมาสำหรับการบินโดยมีมนุษย์ควบคุมในวงโคจรโลกต่ำ พวกเขาถูกสร้างขึ้นภายใต้การนำของนักออกแบบทั่วไป Sergei Pavlovich Korolev ตั้งแต่ปี 2501 ถึง 2506
การบินครั้งแรกของยานอวกาศวอสต็อกกับ Yu.A. กาการินเกิดขึ้นบนเรือเมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2504 เป็นยานอวกาศลำแรกของโลกที่ทำให้มนุษย์สามารถบินสู่อวกาศได้
งานทางวิทยาศาสตร์หลักสำหรับยานอวกาศวอสต็อก ได้แก่ ศึกษาผลกระทบของสภาพการบินของวงโคจรที่มีต่อสภาพและประสิทธิภาพของนักบินอวกาศ การทดสอบการออกแบบและระบบ การทดสอบหลักการพื้นฐานของการสร้างยานอวกาศ
มวลรวมของยานอวกาศคือ 4.73 ตันความยาว 4.4 ม. เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดคือ 2.43 ม.
เรือประกอบด้วยโมดูลสืบเชื้อสายทรงกลม (น้ำหนัก 2.46 ตันและเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.3 ม.) ซึ่งทำหน้าที่เป็นช่องวงโคจรและช่องเครื่องมือทรงกรวยด้วย ช่องต่างๆ มีการเชื่อมต่อกันด้วยกลไกโดยใช้แถบโลหะและตัวล็อคพลุไฟ เรือติดตั้งระบบ: การควบคุมแบบอัตโนมัติและแบบแมนนวล, การวางแนวอัตโนมัติไปยังดวงอาทิตย์, การวางแนวแบบแมนนวลสู่โลก, การช่วยชีวิต, การควบคุมคำสั่งและลอจิก, แหล่งจ่ายไฟ, การควบคุมความร้อนและการลงจอด เพื่อรองรับงานที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของมนุษย์ในอวกาศ เรือได้ติดตั้งอุปกรณ์อัตโนมัติและวิทยุเทเลเมตริกสำหรับตรวจสอบและบันทึกพารามิเตอร์ที่กำหนดลักษณะของนักบินอวกาศ โครงสร้างและระบบ อุปกรณ์คลื่นสั้นเกินขีดและคลื่นสั้นสำหรับการสื่อสารทางวิทยุโทรศัพท์สองทาง ระหว่างนักบินอวกาศและสถานีภาคพื้นดิน, วิทยุสั่งการ, อุปกรณ์ซอฟต์แวร์เวลา, ระบบโทรทัศน์พร้อมกล้องส่งสัญญาณสองตัวสำหรับตรวจสอบนักบินอวกาศจากพื้นโลก, ระบบวิทยุสำหรับตรวจสอบพารามิเตอร์วงโคจรและการค้นหาทิศทางของเรือ, TDU-1 ระบบขับเคลื่อนเบรกและระบบอื่นๆ น้ำหนักของยานอวกาศพร้อมกับระยะสุดท้ายของยานปล่อยคือ 6.17 ตันและความยาวรวมคือ 7.35 ม.
ยานพาหนะสืบเชื้อสายมีหน้าต่างสองบาน หน้าต่างบานหนึ่งตั้งอยู่ที่ประตูทางเข้า เหนือศีรษะของนักบินอวกาศ และอีกบานติดตั้งระบบปรับทิศทางพิเศษอยู่ที่พื้นตรงเท้าของเขา นักบินอวกาศสวมชุดอวกาศ ถูกจัดให้อยู่ในที่นั่งดีดตัวพิเศษ ในขั้นตอนสุดท้ายของการลงจอดหลังจากเบรกยานลงมาในชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 7 กม. นักบินอวกาศก็ดีดตัวออกจากห้องโดยสารและลงจอดด้วยร่มชูชีพ นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดให้นักบินอวกาศลงจอดภายในยานพาหนะที่ตกลงมา ยานพาหนะโคตรมีร่มชูชีพของตัวเอง แต่ไม่มีอุปกรณ์ในการลงจอดแบบนุ่มนวลซึ่งคุกคามผู้ที่ยังคงอยู่ในรถด้วยอาการบาดเจ็บสาหัสระหว่างการลงจอดร่วมกัน
หากระบบอัตโนมัติล้มเหลว นักบินอวกาศสามารถเปลี่ยนไปใช้ระบบควบคุมด้วยตนเองได้ ยานอวกาศวอสตอคไม่เหมาะสำหรับการบินของมนุษย์ไปยังดวงจันทร์และยังไม่อนุญาตให้ผู้ที่ไม่ได้รับการฝึกพิเศษทำการบินได้
"พระอาทิตย์ขึ้น"
ยานอวกาศ Voskhod หลายที่นั่งบินอยู่ในวงโคจรโลกต่ำ เรือเหล่านี้จำลองเรือของซีรีส์ Vostok จริง ๆ และประกอบด้วยโมดูลสืบเชื้อสายทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.3 เมตรซึ่งเป็นที่ตั้งของนักบินอวกาศและช่องเก็บอุปกรณ์ทรงกรวย (น้ำหนัก 2.27 ตันยาว 2.25 ม. และกว้าง 2.43 ม. ) ซึ่ง มีถังเชื้อเพลิงและระบบขับเคลื่อน ในยานอวกาศวอสคอด-1 นักบินอวกาศนั่งอยู่โดยไม่มีชุดอวกาศเพื่อประหยัดพื้นที่ ลูกเรืออวกาศกลุ่มแรก ได้แก่ คอนสแตนติน ฟอคติสตอฟ ผู้ออกแบบยานพาหนะสำหรับลงจอด
"สหภาพ"
โซยุซเป็นชุดยานอวกาศหลายที่นั่งสำหรับการบินในวงโคจรโลกต่ำ
จรวดโซยุซและศูนย์อวกาศเริ่มได้รับการออกแบบในปี 2505 เพื่อเป็นเรือของโครงการโซเวียตที่จะบินรอบดวงจันทร์
เรือในซีรีส์นี้ประกอบด้วยสามโมดูล: ช่องเครื่องมือ โมดูลลง และช่องบริการ
ระบบจ่ายไฟประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่
โมดูลสืบเชื้อสายประกอบด้วยที่นั่งสำหรับนักบินอวกาศ ระบบช่วยชีวิตและควบคุม และระบบร่มชูชีพ ความยาวของช่องคือ 2.24 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.2 ม. ช่องในครัวเรือนมีความยาว 3.4 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.25 ม.
บทสรุป
ยานอวกาศใช้การพัฒนาที่ดีที่สุดและทันสมัยที่สุดของมนุษย์ เทคโนโลยีขั้นสูงล่าสุด และอุปกรณ์ออนบอร์ด
วอสตอค วอสคอด และโซยุซถูกแทนที่ด้วยสถานีโคจรขั้นสูงของคนรุ่นใหม่และความสามารถใหม่ๆ
พวกเขาเปิดหน้าอื่นในประวัติศาสตร์ไม่เพียงแต่รัสเซียเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงจักรวาลอวกาศโลกและนักบินอวกาศที่เป็นเอกภาพจากหลายประเทศ
ต่อมากระสวยอวกาศ Burans และยานอวกาศอื่น ๆ ปรากฏขึ้น แต่ทั้งสามลำนี้ซึ่งอธิบายไว้ในงานของฉันทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาเครื่องบินสมัยใหม่
ฉันหวังเป็นอย่างยิ่งว่าเมื่อฉันโตขึ้น ฉันจะสามารถสร้างหรือช่วยสร้างยานอวกาศล้ำสมัยลำใหม่ที่จะบินไปยังกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไปได้
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว
- พจนานุกรมสารานุกรมของนักดาราศาสตร์รุ่นเยาว์ มอสโก 2549 เรียบเรียงโดย Erpylev N.P.;
- สารานุกรมสำหรับเด็ก. จักรวาลวิทยา มอสโก 2010
- ความสำเร็จที่ยอดเยี่ยม ซีรีส์ "สารานุกรมแห่งการค้นพบและการผจญภัย" มอสโก 2551
ยานอวกาศก็เป็นเครื่องบินเช่นกัน แต่มีจุดประสงค์เพื่อการเคลื่อนที่ในอวกาศที่ไม่มีอากาศเท่านั้น คุณสามารถบินในอากาศได้เร็วกว่าการว่ายน้ำบนน้ำหรือเคลื่อนที่บนบก และในอวกาศที่ไม่มีอากาศ คุณสามารถเข้าถึงความเร็วที่สูงขึ้นได้ แต่ยิ่งความเร็วสูง น้ำหนักของโครงสร้างก็จะยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น การเพิ่มน้ำหนักของยานอวกาศทำให้น้ำหนักของระบบจรวดเพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งจะส่งเรือเข้าสู่พื้นที่ที่วางแผนไว้ของอวกาศรอบนอก
ดังนั้นทุกสิ่งที่อยู่บนยานอวกาศควรมีน้ำหนักน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และไม่ควรมีอะไรเกินความจำเป็น ข้อกำหนดนี้ถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดประการหนึ่งสำหรับนักออกแบบยานอวกาศ
อะไรคือส่วนหลักของยานอวกาศ? ยานอวกาศแบ่งออกเป็นสองประเภท: มีผู้คนอาศัยอยู่ (มีลูกเรือหลายคนบนเรือ) และไม่มีใครอยู่ (มีการติดตั้งอุปกรณ์วิทยาศาสตร์บนเรือ ซึ่งจะส่งข้อมูลการวัดทั้งหมดไปยังโลกโดยอัตโนมัติ) เราจะพิจารณาเฉพาะยานอวกาศที่มีคนขับเท่านั้น ยานอวกาศลำแรกที่ Yu. A. Gagarin ทำการบินคือ Vostok ตามมาด้วยเรือจากซีรีส์ Sunrise สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่อุปกรณ์ที่นั่งเดี่ยวเช่น Vostok อีกต่อไป แต่เป็นอุปกรณ์หลายที่นั่ง เป็นครั้งแรกในโลกที่มีการบินเป็นกลุ่มของนักบินอวกาศสามคน ได้แก่ Komarov, Feoktistov, Egorov บนยานอวกาศ Voskhod
ยานอวกาศชุดต่อไปที่สร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตเรียกว่าโซยุซ เรือในซีรีส์นี้มีความซับซ้อนในการออกแบบมากกว่ารุ่นก่อนมากและงานที่สามารถทำได้ก็ซับซ้อนกว่าเช่นกัน สหรัฐอเมริกายังสร้างยานอวกาศประเภทต่างๆ
ลองพิจารณาการออกแบบทั่วไปของยานอวกาศที่มีคนขับโดยใช้ตัวอย่างยานอวกาศ Apollo ของอเมริกา
ข้าว. 10. แผนผังของจรวดสามขั้นพร้อมยานอวกาศและระบบกู้คืน
รูปที่ 10 แสดงมุมมองทั่วไปของระบบจรวดดาวเสาร์และยานอวกาศอพอลโลที่จอดอยู่ ยานอวกาศตั้งอยู่ระหว่างระยะที่ 3 ของจรวดและอุปกรณ์ที่ยึดติดกับยานอวกาศบนโครงที่เรียกว่าระบบหลบหนี อุปกรณ์นี้มีไว้เพื่ออะไร? เมื่อเครื่องยนต์จรวดหรือระบบควบคุมทำงานระหว่างการปล่อยจรวด จะไม่สามารถตัดการทำงานผิดปกติออกได้ บางครั้งปัญหาเหล่านี้อาจนำไปสู่อุบัติเหตุได้ - จรวดจะตกลงสู่พื้นโลก จะเกิดอะไรขึ้น? ส่วนประกอบเชื้อเพลิงจะผสมกันและเกิดทะเลเพลิงซึ่งทั้งจรวดและยานอวกาศจะพบว่าตัวเอง นอกจากนี้ เมื่อผสมส่วนประกอบเชื้อเพลิง อาจเกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้ ดังนั้นหากเกิดอุบัติเหตุไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตามมีความจำเป็นต้องย้ายเรือออกจากจรวดไปในระยะทางหนึ่งแล้วจึงลงจอดเท่านั้น ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ทั้งการระเบิดและไฟจะไม่เป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศ นี่คือจุดประสงค์ที่ระบบช่วยเหลือฉุกเฉิน (ตัวย่อ SAS) ให้บริการ
ระบบ SAS ประกอบด้วยเครื่องยนต์หลักและเครื่องยนต์ควบคุมที่ทำงานด้วยเชื้อเพลิงแข็ง หากระบบ SAS รับสัญญาณเกี่ยวกับสถานะฉุกเฉินของขีปนาวุธ ระบบจะเปิดใช้งาน ยานอวกาศแยกออกจากจรวด และเครื่องยนต์ขับเคลื่อนของระบบหลบหนีจะขับเคลื่อนยานอวกาศขึ้นและออกไป เมื่อเครื่องยนต์แบบผงเสร็จสิ้นการทำงาน ร่มชูชีพจะดีดตัวออกจากยานอวกาศ และยานจะร่อนลงสู่พื้นโลกอย่างราบรื่น ระบบ SAS ได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยเหลือนักบินอวกาศในกรณีฉุกเฉินระหว่างการปล่อยยานพาหนะและการบินในช่วงปฏิบัติการ
หากการปล่อยยานปล่อยเป็นไปอย่างราบรื่นและการบินในระยะแอคทีฟเสร็จสมบูรณ์แล้ว ก็ไม่จำเป็นต้องมีระบบช่วยเหลือฉุกเฉิน เมื่อยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรโลกต่ำ ระบบนี้ก็ไร้ประโยชน์ ดังนั้นก่อนที่ยานอวกาศจะขึ้นสู่วงโคจร ระบบกู้ภัยฉุกเฉินจะถูกทิ้งออกจากตัวเรือเนื่องจากบัลลาสต์ที่ไม่จำเป็น
ระบบช่วยเหลือฉุกเฉินจะเชื่อมต่อโดยตรงกับสิ่งที่เรียกว่ายานลงหรือยานกลับเข้าไปในยานอวกาศ ทำไมมันถึงมีชื่อนี้ล่ะ? เราได้กล่าวไปแล้วว่ายานอวกาศที่กำลังบินในอวกาศประกอบด้วยหลายส่วน แต่มีส่วนประกอบเพียงชิ้นเดียวเท่านั้นที่กลับสู่โลกจากการบินอวกาศ ซึ่งจึงเรียกว่ายานพาหนะกลับเข้ามาใหม่ ยานพาหนะที่ส่งกลับหรือลงนั้นต่างจากส่วนอื่น ๆ ของยานอวกาศที่มีผนังหนาและรูปทรงพิเศษซึ่งได้เปรียบมากที่สุดจากมุมมองของการบินในชั้นบรรยากาศของโลกด้วยความเร็วสูง ยานพาหนะสำหรับการกู้คืนหรือห้องบัญชาการคือที่ที่นักบินอวกาศอยู่ในระหว่างการส่งยานอวกาศขึ้นสู่วงโคจรและแน่นอนระหว่างการสืบเชื้อสายสู่โลก อุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในการควบคุมเรือติดตั้งอยู่ในนั้น เนื่องจากช่องบังคับบัญชามีจุดประสงค์เพื่อลดนักบินอวกาศลงสู่พื้นโลก จึงมีร่มชูชีพด้วย ซึ่งยานอวกาศจะถูกเบรกในชั้นบรรยากาศ จากนั้นจึงร่อนลงมาอย่างราบรื่น
ด้านหลังรถโคตรมีช่องที่เรียกว่าช่องวงโคจร ในช่องนี้มีการติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับการวิจัยพิเศษในอวกาศรวมถึงระบบที่ให้ทุกสิ่งที่จำเป็นแก่เรือ: อากาศ, ไฟฟ้า ฯลฯ ช่องวงโคจรจะไม่กลับสู่โลกหลังจากยานอวกาศเสร็จสิ้น ภารกิจ. ผนังที่บางมากของมันไม่สามารถทนต่อความร้อนที่ยานพาหนะขากลับสัมผัสระหว่างลงมาสู่โลกโดยผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น ดังนั้นเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ช่องวงโคจรจะลุกไหม้เหมือนดาวตก
ในยานอวกาศที่มีไว้สำหรับการบินสู่อวกาศห้วงลึกโดยมีคนลงจอดบนเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ จำเป็นต้องมีช่องเพิ่มเติมอีกหนึ่งช่อง ในช่องนี้ นักบินอวกาศสามารถลงไปยังพื้นผิวของดาวเคราะห์และออกจากดาวเคราะห์ได้เมื่อจำเป็น
เราได้ระบุส่วนหลักของยานอวกาศสมัยใหม่แล้ว ตอนนี้เรามาดูกันว่าการทำงานที่สำคัญของลูกเรือและการทำงานของอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนเรือนั้นมั่นใจได้อย่างไร
ต้องใช้เวลามากเพื่อให้แน่ใจว่าชีวิตมนุษย์ เริ่มจากความจริงที่ว่าบุคคลไม่สามารถดำรงอยู่ได้ที่อุณหภูมิต่ำมากหรือสูงมาก ตัวควบคุมอุณหภูมิบนโลกคือบรรยากาศ เช่น อากาศ แล้วอุณหภูมิบนยานอวกาศล่ะ? เป็นที่ทราบกันว่าการถ่ายเทความร้อนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งมีสามประเภท ได้แก่ การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี ในการถ่ายเทความร้อนโดยการนำและการพาความร้อน จำเป็นต้องใช้ตัวส่งความร้อน ดังนั้นการถ่ายเทความร้อนประเภทนี้จึงเป็นไปไม่ได้ในอวกาศ ยานอวกาศที่อยู่ในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ โลก และดาวเคราะห์อื่นๆ โดยการแผ่รังสีเพียงอย่างเดียว มันคุ้มค่าที่จะสร้างเงาจากแผ่นวัสดุบาง ๆ ที่จะปิดกั้นเส้นทางของรังสีดวงอาทิตย์ (หรือแสงจากดาวเคราะห์ดวงอื่น) ไปยังพื้นผิวของยานอวกาศ - และมันจะหยุดให้ความร้อน ดังนั้นฉนวนความร้อนของยานอวกาศในสุญญากาศจึงไม่ใช่เรื่องยาก
อย่างไรก็ตาม เมื่อบินในอวกาศ เราไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องความร้อนสูงเกินไปของเรือจากรังสีดวงอาทิตย์หรือความเย็นมากเกินไปอันเป็นผลมาจากการแผ่รังสีความร้อนจากผนังสู่พื้นที่โดยรอบ แต่ความร้อนสูงเกินไปจากความร้อนที่ปล่อยออกมาภายใน ยานอวกาศนั้นเอง อะไรทำให้อุณหภูมิในเรือเพิ่มขึ้น? ประการแรกตัวบุคคลเองเป็นแหล่งที่ปล่อยความร้อนอย่างต่อเนื่องและประการที่สองยานอวกาศเป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อนมากซึ่งมีเครื่องมือและระบบมากมายซึ่งการดำเนินการเกี่ยวข้องกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก ระบบที่ทำให้แน่ใจว่าการทำงานที่สำคัญของลูกเรือบนเรือต้องเผชิญกับภารกิจที่สำคัญมาก - ความร้อนทั้งหมดที่เกิดจากทั้งคนและอุปกรณ์จะถูกกำจัดออกไปนอกห้องในเรือทันที และทำให้แน่ใจว่าอุณหภูมิในนั้นจะคงอยู่ในระดับที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ปกติ การดำรงอยู่และการทำงานของเครื่องมือ
เป็นไปได้อย่างไรในสภาพอวกาศที่ความร้อนถูกถ่ายโอนโดยการแผ่รังสีเท่านั้น เพื่อให้มั่นใจถึงสภาวะอุณหภูมิที่จำเป็นในยานอวกาศ คุณรู้ไหมว่าในฤดูร้อน เมื่อดวงอาทิตย์อันร้อนระอุส่องแสง ทุกคนสวมเสื้อผ้าสีอ่อน ซึ่งรู้สึกถึงความร้อนน้อยลง เกิดอะไรขึ้น? ปรากฎว่าพื้นผิวที่สว่างไม่ดูดซับพลังงานรังสีได้ดีซึ่งแตกต่างจากพื้นผิวที่มืด มันสะท้อนกลับและทำให้ร้อนน้อยลงมาก
คุณสมบัติของวัตถุนี้ในการดูดซับหรือสะท้อนพลังงานการแผ่รังสีในระดับมากหรือน้อยนั้น ขึ้นอยู่กับสีของมัน สามารถใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในยานอวกาศได้ มีสารต่างๆ (เรียกว่าเทอร์โมโฟโตโทรป) ที่เปลี่ยนสีขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พวกมันจะเริ่มเปลี่ยนสี และยิ่งแรงมากขึ้น อุณหภูมิความร้อนก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย ในทางตรงกันข้ามพวกมันจะมืดลงเมื่อเย็นลง คุณสมบัติของเทอร์โมโฟโตโทรปนี้จะมีประโยชน์มากหากใช้ในระบบควบคุมความร้อนของยานอวกาศ ท้ายที่สุดแล้ว เทอร์โมโฟโตโทรปช่วยให้คุณรักษาอุณหภูมิของวัตถุในระดับหนึ่งได้โดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องใช้กลไก เครื่องทำความร้อน หรือเครื่องทำความเย็นใดๆ เป็นผลให้ระบบควบคุมความร้อนที่ใช้เทอร์โมโฟโตโทรปจะมีมวลน้อย (ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับยานอวกาศ) และไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการเปิดใช้งาน (ระบบควบคุมความร้อนที่ทำงานโดยไม่ใช้พลังงานเรียกว่าแบบพาสซีฟ)
มีระบบควบคุมความร้อนแบบพาสซีฟอื่น ๆ พวกเขาทั้งหมดมีคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่ง - มวลต่ำ อย่างไรก็ตามการดำเนินงานเหล่านี้ไม่น่าเชื่อถือโดยเฉพาะในการใช้งานในระยะยาว ดังนั้นยานอวกาศจึงมักติดตั้งสิ่งที่เรียกว่าระบบควบคุมอุณหภูมิแบบแอคทีฟ คุณสมบัติที่โดดเด่นของระบบดังกล่าวคือความสามารถในการเปลี่ยนโหมดการทำงาน ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบแอคทีฟเปรียบเสมือนหม้อน้ำของระบบทำความร้อนส่วนกลาง หากคุณต้องการให้ห้องเย็นลง คุณจะต้องปิดการจ่ายน้ำร้อนไปยังหม้อน้ำ ในทางกลับกัน หากคุณต้องการเพิ่มอุณหภูมิในห้อง วาล์วปิดจะเปิดออกจนสุด
หน้าที่ของระบบควบคุมความร้อนคือการรักษาอุณหภูมิอากาศในห้องโดยสารของเรือให้อยู่ในอุณหภูมิห้องปกติ เช่น 15 - 20°C หากห้องได้รับความร้อนโดยใช้แบตเตอรี่เครื่องทำความร้อนส่วนกลาง อุณหภูมิที่ใดก็ได้ในห้องจะเท่ากัน เหตุใดอุณหภูมิอากาศใกล้กับแบตเตอรี่ที่ร้อนและอยู่ห่างจากแบตเตอรี่จึงแตกต่างกันน้อยมาก สิ่งนี้อธิบายได้จากความจริงที่ว่าในห้องมีการผสมชั้นอากาศอุ่นและเย็นอย่างต่อเนื่อง อากาศอุ่น (เบา) ลอยขึ้น อากาศเย็น (หนัก) จมลง การเคลื่อนที่ (การพาความร้อน) ของอากาศนี้เกิดจากการมีแรงโน้มถ่วง ทุกสิ่งในยานอวกาศนั้นไร้น้ำหนัก ส่งผลให้ไม่มีการพาความร้อน เช่น การผสมอากาศและการปรับอุณหภูมิให้เท่ากันทั่วทั้งห้องโดยสาร ไม่มีการพาความร้อนตามธรรมชาติ แต่ถูกสร้างขึ้นโดยเทียม
เพื่อจุดประสงค์นี้ระบบควบคุมความร้อนจัดให้มีการติดตั้งพัดลมหลายตัว พัดลมที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า บังคับให้อากาศไหลเวียนอย่างต่อเนื่องทั่วทั้งห้องโดยสารของเรือ ด้วยเหตุนี้ความร้อนที่เกิดจากร่างกายมนุษย์หรืออุปกรณ์ใดๆ จึงไม่สะสมในที่เดียว แต่กระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วทั้งปริมาตร
ข้าว. 11. โครงการระบายความร้อนอากาศในห้องโดยสารยานอวกาศ
การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าความร้อนมักเกิดขึ้นในยานอวกาศมากกว่าที่แผ่ออกสู่อวกาศโดยรอบผ่านผนัง ดังนั้นจึงแนะนำให้ติดตั้งแบตเตอรี่ไว้ในนั้นโดยต้องสูบของเหลวเย็น ๆ อากาศในห้องโดยสารที่ขับเคลื่อนด้วยพัดลมจะปล่อยความร้อนให้กับของเหลวนี้ (ดูรูปที่ 11) ขณะระบายความร้อน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของของเหลวในหม้อน้ำ รวมถึงขนาดของมัน สามารถกำจัดความร้อนได้ไม่มากก็น้อย และช่วยรักษาอุณหภูมิภายในห้องโดยสารของเรือให้อยู่ในระดับที่ต้องการ หม้อน้ำซึ่งทำให้อากาศเย็นลงก็มีจุดประสงค์อื่นเช่นกัน คุณรู้ไหมว่าเมื่อหายใจบุคคลจะหายใจออกสู่บรรยากาศโดยรอบซึ่งเป็นก๊าซที่มีออกซิเจนน้อยกว่าอากาศอย่างมาก แต่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำมากกว่า หากไม่ได้กำจัดไอน้ำออกจากบรรยากาศก็จะสะสมอยู่ในนั้นจนกระทั่งเกิดสภาวะอิ่มตัว ไอน้ำอิ่มตัวจะควบแน่นบนอุปกรณ์ทั้งหมด ผนังเรือ และทุกสิ่งจะชื้น แน่นอนว่าการอยู่อาศัยและทำงานในสภาพดังกล่าวเป็นเวลานานนั้นเป็นอันตรายต่อบุคคล และอุปกรณ์บางชนิดอาจไม่สามารถทำงานได้ตามปกติเมื่อมีความชื้นเช่นนั้น
หม้อน้ำที่เราพูดถึงช่วยขจัดไอน้ำส่วนเกินออกจากบรรยากาศห้องโดยสารยานอวกาศ คุณสังเกตไหมว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับวัตถุเย็นที่นำมาจากถนนเข้ามาในห้องอุ่นในฤดูหนาว? มันถูกปกคลุมด้วยหยดน้ำเล็กๆ ทันที พวกเขามาจากไหน? จากทางอากาศ อากาศประกอบด้วยไอน้ำจำนวนหนึ่งเสมอ ที่อุณหภูมิห้อง (+20°C) อากาศ 1 m³ สามารถกักเก็บความชื้นในรูปของไอได้มากถึง 17 กรัม เมื่ออุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้น ปริมาณความชื้นที่เป็นไปได้ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และในทางกลับกัน: เมื่ออุณหภูมิลดลง อาจมีไอน้ำในอากาศน้อยลง นี่คือสาเหตุที่ความชื้นตกกระทบวัตถุเย็นที่นำเข้ามาในห้องอุ่นในรูปของน้ำค้าง
ในยานอวกาศ วัตถุเย็นคือหม้อน้ำที่ของเหลวเย็นถูกสูบผ่าน ทันทีที่ไอน้ำสะสมมากเกินไปในอากาศในห้องโดยสาร ท่อหม้อน้ำจากการล้างอากาศจะควบแน่นเป็นน้ำค้าง ดังนั้นหม้อน้ำจึงไม่เพียงทำหน้าที่เป็นวิธีการทำความเย็นอากาศเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันยังเป็นเครื่องลดความชื้นในอากาศอีกด้วย เนื่องจากหม้อน้ำทำงานสองอย่างพร้อมกัน - ทำให้อากาศเย็นลงและทำให้อากาศแห้งจึงเรียกว่าตู้เย็น - เครื่องอบผ้า
ดังนั้นเพื่อรักษาอุณหภูมิและความชื้นในอากาศให้ปกติในห้องโดยสารยานอวกาศจำเป็นต้องมีของเหลวในระบบควบคุมความร้อนที่ต้องระบายความร้อนอย่างต่อเนื่องไม่เช่นนั้นจะไม่สามารถทำหน้าที่ขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากห้องโดยสารได้ ห้องโดยสารยานอวกาศ วิธีทำให้ของเหลวเย็นลง? แน่นอนว่าการทำความเย็นของเหลวนั้นไม่ใช่ปัญหาหากคุณมีตู้เย็นไฟฟ้าทั่วไป แต่ตู้เย็นไฟฟ้าไม่ได้ติดตั้งบนยานอวกาศและไม่จำเป็น อวกาศแตกต่างจากสภาพของโลกตรงที่มีทั้งความร้อนและความเย็นในเวลาเดียวกัน ปรากฎว่าในการทำให้ของเหลวเย็นลงด้วยความช่วยเหลือในการรักษาอุณหภูมิและความชื้นของอากาศภายในห้องโดยสารให้อยู่ในระดับที่กำหนดก็เพียงพอที่จะวางไว้ในอวกาศสักพักหนึ่ง แต่เพื่อที่จะ อยู่ในที่ร่ม
ระบบควบคุมความร้อน นอกเหนือจากพัดลมที่ขับเคลื่อนอากาศแล้ว ยังมีปั๊มอีกด้วย หน้าที่ของพวกเขาคือการสูบของเหลวจากหม้อน้ำที่อยู่ภายในห้องโดยสารไปยังหม้อน้ำที่ติดตั้งที่ด้านนอกของเปลือกยานอวกาศนั่นคือ ในอวกาศ หม้อน้ำทั้งสองนี้เชื่อมต่อกันด้วยท่อซึ่งประกอบด้วยวาล์วและเซ็นเซอร์ที่วัดอุณหภูมิของของเหลวที่ทางเข้าและทางออกของหม้อน้ำ ขึ้นอยู่กับการอ่านของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ความเร็วของการสูบของเหลวจากหม้อน้ำหนึ่งไปยังอีกหม้อน้ำหนึ่งจะถูกควบคุม เช่น ปริมาณความร้อนที่ถูกดึงออกจากห้องโดยสารของเรือ
ของเหลวที่ใช้ในระบบควบคุมอุณหภูมิควรมีคุณสมบัติอย่างไร? เนื่องจากหม้อน้ำตัวหนึ่งตั้งอยู่ในอวกาศซึ่งอาจมีอุณหภูมิต่ำมากได้ ข้อกำหนดหลักประการหนึ่งสำหรับของเหลวก็คืออุณหภูมิการแข็งตัวต่ำ หากของเหลวในหม้อน้ำภายนอกแข็งตัว ระบบควบคุมอุณหภูมิก็จะล้มเหลว
การรักษาอุณหภูมิภายในยานอวกาศให้อยู่ในระดับที่สามารถรักษาสมรรถนะของมนุษย์ถือเป็นงานที่สำคัญมาก บุคคลไม่สามารถอยู่และทำงานในที่เย็นหรือร้อนได้ บุคคลสามารถดำรงอยู่ได้โดยปราศจากอากาศหรือไม่? ไม่แน่นอน และคำถามเช่นนี้ไม่เคยเกิดขึ้นต่อหน้าเรา เนื่องจากอากาศมีอยู่ทั่วไปในโลก อากาศยังเติมเต็มห้องโดยสารของยานอวกาศด้วย การให้อากาศแก่บุคคลบนโลกและในห้องโดยสารของยานอวกาศมีความแตกต่างกันหรือไม่? น่านฟ้าบนโลกมีขนาดใหญ่ ไม่ว่าเราจะหายใจมากแค่ไหน ไม่ว่าเราจะใช้ออกซิเจนเพื่อความต้องการอื่นๆ มากแค่ไหน ปริมาณออกซิเจนในอากาศก็ไม่เปลี่ยนแปลง
สถานการณ์ในห้องโดยสารยานอวกาศนั้นแตกต่างออกไป ประการแรกปริมาณอากาศในนั้นมีขนาดเล็กมากและนอกจากนี้ยังไม่มีตัวควบคุมตามธรรมชาติขององค์ประกอบของบรรยากาศเนื่องจากไม่มีพืชที่จะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจน ดังนั้นในไม่ช้าผู้คนในห้องโดยสารยานอวกาศจะเริ่มรู้สึกว่าขาดออกซิเจนในการหายใจ บุคคลจะรู้สึกเป็นปกติหากบรรยากาศมีออกซิเจนอย่างน้อย 19% เมื่อออกซิเจนน้อยลง การหายใจจะลำบาก ในยานอวกาศต่อลูกเรือ 1 คน จะมีปริมาตรว่าง = 1.5 - 2.0 m³ การคำนวณแสดงให้เห็นว่าหลังจาก 1.5 - 1.6 ชั่วโมงอากาศในห้องโดยสารไม่เหมาะสำหรับการหายใจตามปกติ
ด้วยเหตุนี้ ยานอวกาศจึงต้องติดตั้งระบบที่จะป้อนออกซิเจนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ คุณได้รับออกซิเจนจากที่ไหน? แน่นอนคุณสามารถเก็บออกซิเจนบนเรือในรูปของก๊าซอัดในถังพิเศษได้ สามารถปล่อยก๊าซจากกระบอกสูบเข้าไปในห้องโดยสารได้ตามความจำเป็น แต่การเก็บออกซิเจนประเภทนี้มีประโยชน์น้อยมากสำหรับยานอวกาศ ความจริงก็คือถังโลหะซึ่งก๊าซอยู่ภายใต้แรงดันสูงนั้นมีน้ำหนักมาก ดังนั้นจึงไม่ได้ใช้วิธีง่ายๆ ในการกักเก็บออกซิเจนบนยานอวกาศ แต่ก๊าซออกซิเจนสามารถเปลี่ยนเป็นของเหลวได้ ความหนาแน่นของออกซิเจนเหลวนั้นมากกว่าความหนาแน่นของออกซิเจนที่เป็นก๊าซเกือบ 1,000 เท่า ส่งผลให้ต้องใช้ภาชนะขนาดเล็กกว่ามากในการจัดเก็บ (ที่มีมวลเท่ากัน) นอกจากนี้ออกซิเจนเหลวสามารถเก็บไว้ภายใต้ความกดดันเล็กน้อย ส่งผลให้ผนังของภาชนะบางลง
อย่างไรก็ตาม การใช้ออกซิเจนเหลวบนเรือทำให้เกิดปัญหาบางประการ เป็นเรื่องง่ายมากที่จะแนะนำออกซิเจนเข้าสู่บรรยากาศของห้องโดยสารยานอวกาศหากอยู่ในสถานะก๊าซ แต่จะยากกว่าหากเป็นของเหลว ของเหลวจะต้องถูกเปลี่ยนเป็นแก๊สก่อนและด้วยเหตุนี้จึงต้องได้รับความร้อน การทำความร้อนออกซิเจนก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน เนื่องจากไอระเหยของออกซิเจนสามารถมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับจุดเดือดของออกซิเจน เช่น - 183°C ไม่อนุญาตให้นำออกซิเจนเย็นเข้าไปในห้องโดยสาร แน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะหายใจด้วย ควรให้ความร้อนอย่างน้อย 15 - 18°C
สำหรับการแปรสภาพเป็นแก๊สของออกซิเจนเหลวและการทำความร้อนไอระเหยจะต้องใช้อุปกรณ์พิเศษซึ่งจะทำให้ระบบจ่ายออกซิเจนซับซ้อน เราต้องจำไว้ด้วยว่าในกระบวนการหายใจบุคคลไม่เพียงใช้ออกซิเจนในอากาศเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันก็ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาด้วย คนเราปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 20 ลิตรต่อชั่วโมง ดังที่ทราบกันว่าคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ใช่สารพิษ แต่เป็นเรื่องยากสำหรับบุคคลที่จะหายใจเอาอากาศที่มีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 1 - 2%
เพื่อให้อากาศในห้องโดยสารยานอวกาศระบายอากาศได้ไม่เพียงแต่จะต้องเพิ่มออกซิเจนเข้าไปเท่านั้น แต่ยังต้องกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกไปพร้อมกันด้วย เพื่อจุดประสงค์นี้จะสะดวกที่จะมีสารที่ปล่อยออกซิเจนและในเวลาเดียวกันก็ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศบนยานอวกาศ มีสารดังกล่าวอยู่ คุณรู้ไหมว่าโลหะออกไซด์เป็นสารประกอบของออกซิเจนกับโลหะ เช่น สนิมก็คือเหล็กออกไซด์ โลหะอื่นๆ รวมถึงโลหะที่เป็นด่าง (โซเดียม โพแทสเซียม) ก็ออกซิไดซ์เช่นกัน
โลหะอัลคาไลเมื่อรวมกับออกซิเจน ไม่เพียงแต่จะก่อให้เกิดออกไซด์เท่านั้น แต่ยังเรียกว่าเปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์อีกด้วย เปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลมีออกซิเจนมากกว่าออกไซด์ สูตรสำหรับโซเดียมออกไซด์คือ Na₂O และสูตรสำหรับซูเปอร์ออกไซด์คือ NaO₂ เมื่อสัมผัสกับความชื้น โซเดียมซูเปอร์ออกไซด์จะสลายตัวพร้อมกับการปล่อยออกซิเจนบริสุทธิ์และเกิดเป็นด่าง: 4NaO₂ + 2H₂O → 4NaOH + 3O₂
ซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลกลายเป็นสารที่สะดวกมากในการรับออกซิเจนจากพวกมันในสภาพยานอวกาศและทำให้อากาศในห้องโดยสารบริสุทธิ์จากคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกิน ท้ายที่สุดแล้ว อัลคาไล (NaOH) ซึ่งถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลจะรวมตัวกับคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างง่ายดาย การคำนวณแสดงให้เห็นว่าทุกๆ 20 - 25 ลิตรของออกซิเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของโซเดียมซูเปอร์ออกไซด์ โซดาอัลคาไลจะเกิดขึ้นในปริมาณที่เพียงพอที่จะจับกับคาร์บอนไดออกไซด์ 20 ลิตร
การจับกันของคาร์บอนไดออกไซด์กับอัลคาไลประกอบด้วยความจริงที่ว่าปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นระหว่างพวกมัน: CO₂ + 2NaOH → Na₂CO + H₂O อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดโซเดียมคาร์บอเนต (โซดา) และน้ำ อัตราส่วนระหว่างออกซิเจนและอัลคาไลที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลกลับกลายเป็นว่าดีมากเนื่องจากคนทั่วไปใช้ออกซิเจน 25 A ต่อชั่วโมงและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 20 ลิตรในเวลาเดียวกัน
ซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลสลายตัวเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะหาน้ำได้ที่ไหนสำหรับสิ่งนี้? ปรากฎว่าคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับเรื่องนี้ เราได้กล่าวไปแล้วว่าเมื่อบุคคลหายใจ เขาไม่เพียงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ยังปล่อยไอน้ำด้วย ความชื้นที่มีอยู่ในอากาศที่หายใจออกนั้นเพียงพอต่อการสลายซูเปอร์ออกไซด์ในปริมาณที่ต้องการ แน่นอนว่าเรารู้ว่าการใช้ออกซิเจนขึ้นอยู่กับความลึกและความถี่ของการหายใจ คุณนั่งที่โต๊ะและหายใจอย่างสงบ - คุณใช้ออกซิเจนจำนวนหนึ่ง และถ้าคุณไปวิ่งหรือออกกำลังกาย คุณจะหายใจเข้าลึก ๆ และบ่อย ๆ ดังนั้นจึงใช้ออกซิเจนมากกว่าการหายใจเงียบ ๆ สมาชิกลูกเรือยานอวกาศจะใช้ปริมาณออกซิเจนที่แตกต่างกันในช่วงเวลาที่ต่างกันของวัน ในระหว่างการนอนหลับและพักผ่อน ปริมาณการใช้ออกซิเจนจะน้อยที่สุด แต่เมื่อทำงานเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว ปริมาณการใช้ออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
เนื่องจากออกซิเจนที่สูดเข้าไป กระบวนการออกซิเดชั่นบางอย่างจึงเกิดขึ้นในร่างกาย จากกระบวนการเหล่านี้ ไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์จึงเกิดขึ้น หากร่างกายใช้ออกซิเจนมากขึ้น ก็หมายความว่าร่างกายจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำออกมามากขึ้น ด้วยเหตุนี้ร่างกายจึงรักษาปริมาณความชื้นในอากาศโดยอัตโนมัติในปริมาณที่จำเป็นสำหรับการสลายตัวของซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลในปริมาณที่สอดคล้องกัน
ข้าว. 12. โครงการให้อาหารบรรยากาศห้องโดยสารยานอวกาศด้วยออกซิเจนและกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์
แผนภาพการทำความสะอาดอากาศจากคาร์บอนไดออกไซด์และการป้อนออกซิเจนจะแสดงในรูปที่ 12 อากาศในห้องโดยสารถูกขับเคลื่อนด้วยพัดลมผ่านคาร์ทริดจ์ที่มีโซเดียมหรือโพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ อากาศที่ออกมาจากคาร์ทริดจ์นั้นเต็มไปด้วยออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่บริสุทธิ์อยู่แล้ว
มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ในห้องโดยสารเพื่อติดตามปริมาณออกซิเจนในอากาศ หากเซ็นเซอร์แสดงว่าปริมาณออกซิเจนในอากาศต่ำเกินไป สัญญาณจะถูกส่งไปยังมอเตอร์พัดลมเพื่อเพิ่มความเร็ว ส่งผลให้ความเร็วของอากาศที่ผ่านคาร์ทริดจ์ซูเปอร์ออกไซด์เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณของ ความชื้น (ซึ่งอยู่ในอากาศ) เข้าสู่คาร์ทริดจ์พร้อมกัน ความชื้นที่มากขึ้นหมายถึงการผลิตออกซิเจนมากขึ้น หากอากาศในห้องโดยสารมีออกซิเจนมากกว่าปกติ เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณไปยังมอเตอร์พัดลมเพื่อลดความเร็ว
ปัจจุบัน การบินอวกาศไม่ถือเป็นเรื่องราวในนิยายวิทยาศาสตร์ แต่น่าเสียดายที่ยานอวกาศสมัยใหม่ยังคงแตกต่างจากที่แสดงในภาพยนตร์มาก
บทความนี้มีไว้สำหรับผู้ที่มีอายุ 18 ปีขึ้นไป
คุณอายุ 18 แล้วหรือยัง?
ยานอวกาศของรัสเซียและ
ยานอวกาศแห่งอนาคต
ยานอวกาศ: มันเป็นอย่างไร?
บน
ยานอวกาศมันทำงานยังไง?
ยานอวกาศสมัยใหม่จำนวนมากมีความสัมพันธ์โดยตรงกับระดับความสูงที่พวกมันบิน ภารกิจหลักของยานอวกาศที่มีคนขับคือความปลอดภัย
ยานลงจอด SOYUZ กลายเป็นชุดอวกาศชุดแรกของสหภาพโซเวียต ในช่วงเวลานี้มีการแข่งขันทางอาวุธระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา หากเราเปรียบเทียบขนาดและวิธีการในการก่อสร้างผู้นำของสหภาพโซเวียตทำทุกอย่างเพื่อการพิชิตพื้นที่อย่างรวดเร็ว เป็นที่ชัดเจนว่าทำไมอุปกรณ์ที่คล้ายกันจึงไม่ถูกสร้างขึ้นในปัจจุบัน ไม่น่าเป็นไปได้ที่ใครก็ตามจะสร้างตามโครงการที่ไม่มีพื้นที่ส่วนตัวสำหรับนักบินอวกาศ ยานอวกาศสมัยใหม่มีห้องพักผ่อนสำหรับลูกเรือและแคปซูลสืบเชื้อสายมาซึ่งภารกิจหลักคือการทำให้มันนุ่มนวลที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่ลงจอด
ยานอวกาศลำแรก: ประวัติศาสตร์แห่งการสร้างสรรค์
Tsiolkovsky ถือเป็นบิดาแห่งอวกาศอย่างถูกต้อง ตามคำสอนของเขา Goddrad ได้สร้างเครื่องยนต์จรวด
นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสหภาพโซเวียตเป็นคนแรกที่ออกแบบและสามารถส่งดาวเทียมเทียมได้ พวกเขายังเป็นคนแรกที่คิดค้นความเป็นไปได้ในการปล่อยสิ่งมีชีวิตสู่อวกาศ รัฐต่างๆ ตระหนักดีว่าสหภาพเป็นกลุ่มแรกที่สร้างเครื่องบินที่สามารถขึ้นสู่อวกาศร่วมกับมนุษย์ได้ Korolev ได้รับการขนานนามอย่างถูกต้องว่าเป็นบิดาแห่งวิทยาศาสตร์จรวด ผู้ซึ่งลงไปในประวัติศาสตร์ในฐานะผู้ที่คิดวิธีเอาชนะแรงโน้มถ่วงและสามารถสร้างยานอวกาศที่มีคนขับลำแรกได้ ทุกวันนี้ แม้แต่เด็ก ๆ ก็รู้ว่าเรือลำแรกที่มีคนอยู่บนเรือเปิดตัวในปีใด แต่มีเพียงไม่กี่คนที่จำการมีส่วนร่วมของ Korolev ในกระบวนการนี้
ลูกเรือและความปลอดภัยระหว่างการบิน
ภารกิจหลักในวันนี้คือความปลอดภัยของลูกเรือเพราะพวกเขาใช้เวลาส่วนใหญ่ในการบิน เมื่อสร้างอุปกรณ์บินได้ สิ่งสำคัญคือทำจากโลหะ โลหะประเภทต่อไปนี้ถูกใช้ในวิทยาศาสตร์จรวด:
- อลูมิเนียมช่วยให้คุณเพิ่มขนาดของยานอวกาศได้อย่างมากเนื่องจากมีน้ำหนักเบา
- เหล็กสามารถรับมือกับน้ำหนักบรรทุกทั้งหมดบนตัวเรือได้เป็นอย่างดี
- ทองแดงมีค่าการนำความร้อนสูง
- เงินผูกทองแดงและเหล็กกล้าได้อย่างน่าเชื่อถือ
- ถังสำหรับออกซิเจนเหลวและไฮโดรเจนทำจากโลหะผสมไทเทเนียม
ระบบช่วยชีวิตสมัยใหม่ช่วยให้คุณสร้างบรรยากาศที่คุ้นเคยให้กับบุคคล เด็กผู้ชายหลายคนเห็นว่าตัวเองกำลังบินอยู่ในอวกาศ โดยลืมเรื่องภาระหนักมากของนักบินอวกาศตอนปล่อยตัว
ยานอวกาศที่ใหญ่ที่สุดในโลก
ในบรรดาเรือรบ เครื่องบินรบและเครื่องบินสกัดกั้นได้รับความนิยมอย่างมาก เรือบรรทุกสินค้าสมัยใหม่มีการจำแนกประเภทดังต่อไปนี้:
- เรือลำนี้เป็นเรือวิจัย
- แคปซูล - ห้องเก็บสัมภาระสำหรับจัดส่งหรือช่วยเหลือลูกเรือ
- โมดูลนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรโดยเรือบรรทุกไร้คนขับ โมดูลสมัยใหม่แบ่งออกเป็น 3 ประเภท
- จรวด. ต้นแบบสำหรับการสร้างสรรค์คือการพัฒนาทางทหาร
- รถรับส่ง - โครงสร้างที่นำกลับมาใช้ใหม่สำหรับการขนส่งสินค้าที่จำเป็น
- สถานีเป็นยานอวกาศที่ใหญ่ที่สุด ทุกวันนี้ ไม่เพียงแต่ชาวรัสเซียเท่านั้นที่อยู่ในอวกาศ แต่ยังรวมถึงชาวฝรั่งเศส จีน และอื่นๆ ด้วย
Buran - ยานอวกาศที่ลงไปในประวัติศาสตร์
ยานอวกาศลำแรกที่ขึ้นสู่อวกาศคือวอสตอค หลังจากนั้น สหพันธ์วิทยาศาสตร์จรวดแห่งสหภาพโซเวียตได้เริ่มผลิตยานอวกาศโซยุซ ต่อมา Clippers และ Russ ก็เริ่มมีการผลิตขึ้นมา สหพันธ์มีความหวังอย่างมากสำหรับโครงการที่ได้รับการจัดการเหล่านี้ทั้งหมด
ในปี 1960 ยานอวกาศวอสตอคได้พิสูจน์ความเป็นไปได้ของการเดินทางในอวกาศโดยมนุษย์ เมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2504 วอสตอค 1 โคจรรอบโลก แต่คำถามที่ว่าใครบินบนเรือ Vostok 1 ด้วยเหตุผลบางประการทำให้เกิดปัญหา บางทีความจริงก็คือเราไม่รู้ว่ากาการินบินครั้งแรกบนเรือลำนี้ใช่ไหม ในปีเดียวกันนั้น ยานอวกาศวอสตอค 2 ขึ้นสู่วงโคจรเป็นครั้งแรก โดยบรรทุกนักบินอวกาศสองคนพร้อมกัน โดยหนึ่งในนั้นออกไปนอกเรือในอวกาศ มันเป็นความก้าวหน้า และในปี 1965 Voskhod 2 ก็สามารถออกไปนอกอวกาศได้ เรื่องราวของเรือ Voskhod 2 กำลังถ่ายทำ
Vostok 3 สร้างสถิติโลกใหม่สำหรับเวลาที่เรือแล่นไปในอวกาศ เรือลำสุดท้ายในซีรีส์นี้คือ Vostok 6
กระสวยอวกาศซีรีส์ American Apollo เปิดโลกทัศน์ใหม่ ท้ายที่สุดในปี 1968 อะพอลโล 11 เป็นคนแรกที่ลงจอดบนดวงจันทร์ ปัจจุบันมีหลายโครงการเพื่อพัฒนาเครื่องบินอวกาศแห่งอนาคต เช่น Hermes และ Columbus
อวกาศอวกาศเป็นชุดของสถานีอวกาศระหว่างวงโคจรของสหภาพโซเวียต อวกาศ 7 มีชื่อเสียงในด้านซากเรืออับปาง
ยานอวกาศลำถัดไปที่มีประวัติศาสตร์เป็นที่สนใจคือ Buran ยังไงก็ตาม ฉันสงสัยว่าตอนนี้มันอยู่ที่ไหน ในปี 1988 เขาได้ทำการบินครั้งแรกและครั้งสุดท้าย หลังจากการรื้อถอนและขนส่งหลายครั้ง เส้นทางการเคลื่อนที่ของ Buran ก็สูญหายไป ตำแหน่งสุดท้ายของยานอวกาศ Buranv Sochi ที่ทราบซึ่งกำลังทำงานอยู่นั้นถูก mothballed อย่างไรก็ตาม พายุรอบโครงการนี้ยังไม่สงบลง และชะตากรรมต่อไปของโครงการ Buran ที่ถูกทิ้งร้างก็เป็นที่สนใจของหลาย ๆ คน และในมอสโก คอมเพล็กซ์พิพิธภัณฑ์เชิงโต้ตอบได้ถูกสร้างขึ้นภายในแบบจำลองยานอวกาศ Buran ที่ VDNKh
Gemini เป็นชุดเรือที่ออกแบบโดยนักออกแบบชาวอเมริกัน พวกเขาเข้ามาแทนที่โครงการดาวพุธและสามารถสร้างวงโคจรเป็นเกลียวได้
เรืออเมริกันที่เรียกว่ากระสวยอวกาศกลายเป็นกระสวยชนิดหนึ่งซึ่งมีการบินระหว่างวัตถุมากกว่า 100 ครั้ง กระสวยอวกาศลำที่สองคือชาเลนเจอร์
อดไม่ได้ที่จะสนใจประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์นิบิรุ ซึ่งได้รับการยอมรับว่าเป็นเรือกำกับดูแล นิบิรุได้เข้าใกล้โลกในระยะอันตรายมาแล้วสองครั้ง แต่ทั้งสองครั้งก็หลีกเลี่ยงการชนกัน
Dragon เป็นยานอวกาศที่คาดว่าจะบินไปยังดาวอังคารในปี 2561 ในปี 2014 สหพันธ์โดยอ้างถึงลักษณะทางเทคนิคและสภาพของเรือมังกรได้เลื่อนการเปิดตัวออกไป ไม่นานมานี้ มีเหตุการณ์อื่นเกิดขึ้น: บริษัทโบอิ้งได้ออกแถลงการณ์ว่าได้เริ่มพัฒนารถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคารแล้ว
ยานอวกาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้เป็นสากลลำแรกในประวัติศาสตร์คือการเป็นเครื่องมือที่เรียกว่า Zarya Zarya เป็นการพัฒนาเรือขนส่งแบบใช้ซ้ำได้ครั้งแรก ซึ่งสหพันธ์มีความหวังสูงมาก
ความเป็นไปได้ของการใช้การติดตั้งนิวเคลียร์ในอวกาศถือเป็นความก้าวหน้า เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ งานได้เริ่มต้นขึ้นในโมดูลการขนส่งและพลังงาน ในขณะเดียวกัน การพัฒนากำลังดำเนินอยู่ในโครงการ Prometheus ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดกะทัดรัดสำหรับจรวดและยานอวกาศ
เสินโจว 11 ของจีนเปิดตัวในปี 2559 โดยคาดว่านักบินอวกาศ 2 คนจะใช้เวลา 33 วันในอวกาศ
ความเร็วยานอวกาศ (กม./ชม.)
ความเร็วต่ำสุดที่สามารถเข้าสู่วงโคจรรอบโลกได้คือ 8 กม./วินาที ปัจจุบันนี้ไม่จำเป็นต้องพัฒนาเรือที่เร็วที่สุดในโลก เนื่องจากเราอยู่ที่จุดเริ่มต้นของอวกาศ ท้ายที่สุดแล้ว ความสูงสูงสุดที่เราสามารถเข้าถึงได้ในอวกาศคือเพียง 500 กม. สถิติการเคลื่อนที่ที่เร็วที่สุดในอวกาศนั้นเกิดขึ้นในปี 1969 และจนถึงขณะนี้ก็ยังไม่ถูกทำลาย บนยานอวกาศอะพอลโล 10 นักบินอวกาศสามคนกำลังเดินทางกลับบ้านซึ่งโคจรรอบดวงจันทร์แล้ว แคปซูลที่ควรจะส่งมอบพวกเขาจากเที่ยวบินสามารถทำความเร็วได้ถึง 39.897 กม./ชม. เพื่อเปรียบเทียบ มาดูกันว่าสถานีอวกาศเดินทางได้เร็วแค่ไหน สามารถทำความเร็วสูงสุดได้ 27,600 กม./ชม.
ยานอวกาศที่ถูกทิ้งร้าง
ปัจจุบัน สำหรับยานอวกาศที่อยู่ในสภาพทรุดโทรม สุสานได้ถูกสร้างขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งยานอวกาศที่ถูกทิ้งร้างหลายสิบลำสามารถหาที่พำนักแห่งสุดท้ายได้ ภัยพิบัติยานอวกาศ
ภัยพิบัติเกิดขึ้นในอวกาศ และมักคร่าชีวิตผู้คน อุบัติเหตุที่พบบ่อยที่สุดและผิดปกติก็คืออุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเนื่องจากการชนกับเศษอวกาศ เมื่อเกิดการชน วงโคจรของวัตถุจะเปลี่ยนไปและทำให้เกิดการชนและความเสียหาย ซึ่งมักส่งผลให้เกิดการระเบิด ภัยพิบัติที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการเสียชีวิตของยานอวกาศชาเลนเจอร์ที่มีคนขับชาวอเมริกัน
การขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์สำหรับยานอวกาศปี 2560
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานในโครงการสร้างมอเตอร์ไฟฟ้านิวเคลียร์ การพัฒนาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการพิชิตอวกาศโดยใช้เครื่องยนต์โฟโตนิก นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียวางแผนที่จะเริ่มทดสอบเครื่องยนต์แสนสาหัสในอนาคตอันใกล้นี้
ยานอวกาศของรัสเซียและสหรัฐอเมริกา
ความสนใจอย่างรวดเร็วในด้านอวกาศเกิดขึ้นในช่วงสงครามเย็นระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันยอมรับว่าเพื่อนร่วมงานชาวรัสเซียเป็นคู่แข่งที่คู่ควร จรวดของโซเวียตยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และหลังจากการล่มสลายของรัฐ รัสเซียก็กลายเป็นผู้สืบทอด แน่นอนว่ายานอวกาศที่นักบินอวกาศรัสเซียบินอยู่นั้นแตกต่างอย่างมากจากเรือรบลำแรก ยิ่งไปกว่านั้น ในปัจจุบัน ต้องขอบคุณการพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ยานอวกาศจึงสามารถนำมาใช้ซ้ำได้
ยานอวกาศแห่งอนาคต
ปัจจุบัน โครงการต่างๆ ที่ช่วยให้มนุษยชาติสามารถเดินทางได้นานขึ้นกำลังเป็นที่สนใจมากขึ้น การพัฒนาสมัยใหม่กำลังเตรียมเรือสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาวอยู่แล้ว
สถานที่ที่ยานอวกาศถูกปล่อยตัว
การได้เห็นการปล่อยยานอวกาศด้วยตาของคุณเองถือเป็นความฝันของหลายๆ คน อาจเกิดจากการที่การเปิดตัวครั้งแรกไม่ได้นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ต้องการเสมอไป แต่ด้วยอินเทอร์เน็ต เราจึงสามารถเห็นเรือขึ้นได้ เมื่อพิจารณาว่าผู้ที่เฝ้าดูการปล่อยยานอวกาศที่มีคนขับน่าจะอยู่ค่อนข้างไกล เราสามารถจินตนาการได้ว่าเราอยู่บนแท่นบินขึ้น
ยานอวกาศ: ภายในเป็นอย่างไร?
วันนี้ ต้องขอบคุณนิทรรศการของพิพิธภัณฑ์ที่ทำให้เราได้เห็นโครงสร้างของเรือ เช่น โซยุซ ด้วยตาของเราเอง แน่นอนว่าเรือลำแรกนั้นเรียบง่ายมากจากภายใน ภายในของตัวเลือกที่ทันสมัยมากขึ้นได้รับการออกแบบในโทนสีที่ผ่อนคลาย โครงสร้างของยานอวกาศใด ๆ ทำให้เราหวาดกลัวด้วยคันโยกและปุ่มมากมาย และสิ่งนี้เพิ่มความภาคภูมิใจให้กับผู้ที่จำได้ว่าเรือทำงานอย่างไร และยิ่งไปกว่านั้นคือได้เรียนรู้ที่จะควบคุมมัน
ตอนนี้พวกเขากำลังบินอยู่บนยานอวกาศอะไร?
ยานอวกาศลำใหม่ที่มีรูปลักษณ์ยืนยันว่านิยายวิทยาศาสตร์กลายเป็นความจริงแล้ว วันนี้จะไม่มีใครแปลกใจกับความจริงที่ว่าการเทียบท่ายานอวกาศนั้นมีอยู่จริง และมีเพียงไม่กี่คนที่จำได้ว่าการเชื่อมต่อดังกล่าวครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นในปี 1967...
