Cómo las naves espaciales recorren las estrellas. Enciclopedia escolar Cómo debería ser una nave espacial

La Semana Mundial del Espacio comenzó hoy. Se celebra anualmente del 4 al 10 de octubre. Hace exactamente 60 años, el primer objeto fabricado por el hombre, el Sputnik 1 soviético, fue lanzado a la órbita terrestre baja. Estuvo orbitando la Tierra durante 92 días hasta que se quemó en la atmósfera. Después de esto, el camino al espacio se abrió para los humanos. Quedó claro que no lo podían enviar con un billete de ida. Vladimir Seroukhov, corresponsal del canal de televisión MIR 24, conoció cómo se desarrollaron las tecnologías espaciales.

En 1961, los artilleros antiaéreos de Saratov detectaron en el radar un objeto volador no identificado. Se les advirtió de antemano: si ven un contenedor de este tipo caer del cielo, no deben interferir con su vuelo. Después de todo, este es el primer vehículo de descenso espacial de la historia con una persona a bordo. Pero no era seguro aterrizar en esta cápsula, por lo que a una altitud de 7 kilómetros se expulsó y descendió a la superficie en paracaídas.

La cápsula del barco Vostok, o “Sharik” en la jerga de ingeniería, también descendió en paracaídas. Así regresaron a la Tierra Gagarin, Tereshkova y otros pioneros del espacio. Debido a las características de diseño, los pasajeros experimentaron una increíble sobrecarga de 8 g. Las condiciones en las cápsulas Soyuz son mucho más sencillas. Se utilizan desde hace más de medio siglo, pero pronto serán sustituidos por una nueva generación de barcos: .

“Este es el asiento del comandante de la tripulación y del copiloto. Estos son exactamente los lugares desde donde se controlará el barco y se monitorearán todos los sistemas. Además de estas sillas, habrá dos sillas más a los lados. Esto ya es cosa de los investigadores”, afirma Oleg Kukin, subdirector del departamento de pruebas de vuelo de RSC Energia.

En comparación con la familia de naves espaciales Soyuz, que todavía están obsoletas y en las que sólo caben tres cosmonautas en un espacio reducido, la cápsula de la Federación es un verdadero apartamento, de 4 metros de diámetro. Ahora la tarea principal es comprender qué tan conveniente y funcional será el dispositivo para la tripulación.

El control ahora está disponible para dos miembros de la tripulación. El control remoto se mantiene al día: tiene tres pantallas táctiles donde puedes controlar la información y ser más autónomo en órbita.

“Esto es para elegir un lugar de aterrizaje donde podamos sentarnos. Vemos directamente el mapa, la ruta de vuelo. También pueden controlar las condiciones meteorológicas si esta información se transmite desde la Tierra”, señaló Oleg Kukin, jefe adjunto del departamento de pruebas de vuelo de RSC Energia.

"Federación" está diseñado para vuelos a la Luna, se trata de un viaje de cuatro días de ida. Todo este tiempo, los astronautas deben estar en posición fetal. Es sorprendentemente cómodo en sillas de rescate o en cunas. Cada uno es una pieza de joyería.

"La medición de todos los datos antropométricos comienza con la medición de la masa", dijo Viktor Sinigin, jefe del departamento médico de la Empresa de Investigación y Producción "Zvezda".

Aquí está: el estudio espacial, la empresa Zvezda. Aquí se fabrican trajes espaciales individuales y soportes para los astronautas. No se permite el embarque a personas que pesen menos de 50 kilogramos, ni a las que pesen más de 95. La altura también debe ser media para poder caber en la cabina del barco. Por tanto, las medidas se toman en posición fetal.

Así se moldeó una silla para el astronauta japonés Koichi Wakata. Recibimos una impresión de la pelvis, la espalda y la cabeza. En condiciones de ingravidez, la altura de cualquier astronauta puede aumentar un par de centímetros, por lo que la cuna se realiza con reserva. No sólo debe ser cómodo, sino también seguro en caso de un aterrizaje brusco.

“La idea misma del modelado es proteger los órganos internos. Los riñones y el hígado están encapsulados. Si les das la oportunidad de expandirse, pueden romperse, como una bolsa de plástico llena de agua que cae al suelo”, explicó Sinigin.

En total se realizaron de esta manera 700 alojamientos no sólo para rusos, sino también para japoneses, italianos e incluso colegas estadounidenses que trabajaban en las estaciones Mir y en la ISS.

“Los estadounidenses en su transbordador llevaban nuestras bandejas y trajes espaciales que les hicimos, y otros equipos de rescate. Lo dejamos todo en la estación, para salir de ella en caso de emergencia, pero ya en nuestro barco”, dijo Vladímir Maslennikov, ingeniero jefe del departamento de pruebas de la central nuclear Estrella.

El libro cubre un área de la astronáutica poco conocida por una amplia gama de lectores, relacionada con la selección, el entrenamiento, la formación psicológica, de vuelo y de ingeniería de los astronautas. Se reflejan casi todas las áreas del sistema de formación de cosmonautas que se ha desarrollado durante los últimos 23 años. El libro dará una idea clara de cómo se educa y forma a los profesionales de alto nivel. Las etapas de desarrollo de la personalidad de un astronauta se revelan constantemente, comenzando con la selección de los candidatos a cosmonautas y su entrenamiento espacial general utilizando diversos medios técnicos.

Para una amplia gama de lectores.

La experiencia de la humanidad, por un lado, enseña que es casi imposible abrazar la inmensidad. Pero, por otro lado, la humanidad se esfuerza por lograrlo aplicando la división del trabajo. El principio de división del trabajo también encuentra su aplicación en la tripulación de una nave espacial formada por varias personas.

La tripulación de la Soyuz T-10 durante uno de los entrenamientos en el simulador Soyuz

Para imaginar concretamente gran parte de lo que está escrito en este libro, parece aconsejable citar como ilustración no una tripulación abstracta, sino real, de una nave espacial que completó un programa de vuelo específico, por ejemplo, la tripulación de la tercera expedición principal. de la estación Salyut-7 ", que completó un vuelo espacial de 237 días, un récord actual de duración.

El vuelo de esta tripulación, por un lado, ya forma parte de la historia de la astronáutica, pero, por otro, es, en nuestra opinión, un ejemplo convincente de tripulación amigable, eficiente y unida. Formulemos brevemente las responsabilidades funcionales de los miembros de la tripulación:

El comandante del barco es responsable de la seguridad de la tripulación y de la implementación de todo el programa de vuelo, realiza todas las operaciones dinámicas y algunos experimentos;

Ingeniero de vuelo: analiza y monitorea el desempeño de todos los sistemas de naves espaciales y equipos de investigación, realiza experimentos;

Cosmonauta investigador: responsable de la salud de los miembros de la tripulación y lleva a cabo la parte de investigación del programa de vuelo.

Sin detenernos en el programa de vuelo, daremos una idea de los retratos socio-psicológicos de los tripulantes que completaron este vuelo.

Comandante de la tripulación de las naves espaciales Soyuz T-10 y Soyuz T-15

Kizim Leonid Denisovich, Nacido en 1941, ucraniano, tiene cualificaciones: piloto cosmonauta de 1ª clase, piloto militar de 1ª clase, piloto de pruebas de 3ª clase.

En 1963 se graduó en Chernigov VVAUL, en 1975, en la facultad por correspondencia de VVA que lleva su nombre. Yu. A. Gagarin. Hasta la fecha, ha dominado 12 tipos de aviones, tiene 1.448 horas de vuelo y ha realizado 80 saltos en paracaídas de diversa dificultad. Preparado y realiza vuelos en condiciones climáticas adversas y simples, de día y de noche. En 1966 fue aceptado en las filas del Partido Comunista de la Unión Soviética.

En el centro de formación de cosmonautas desde 1965. En 1967 completó el curso de formación espacial general con una calificación de "bueno". Desde 1974 se estaba preparando para vuelos en la nave de transporte espacial Soyuz-7 y en la estación orbital Salyut. De 10.79 a 11.80 completó con éxito la fase de entrenamiento para la estación Salyut-6, primero como parte de la tripulación: L. D. Kizim y O. G. Makarov, y luego del 29.11.80 al 11.12.80 realizó un vuelo espacial en el complejo orbital. “ Salyut-6" - "Soyuz T-3" como comandante de la tripulación compuesta por L. D. Kizim, O. G. Makarov, G. M. Strekalov.

Del 9.7.81 al 6.10.82 realizó un entrenamiento directo según el programa de la expedición visitante a Salyut-7 como parte de la tripulación soviético-francesa de respaldo: L. D. Kizim, V. A. Solovyov, Patrick Baudry. Según el programa de la expedición principal a Salyut-7, desde el 22 de noviembre de 1982 formó parte de la tripulación L. D. Kizim, V. A. Solovyov, y desde el 1 de noviembre de 1983, como parte de la tripulación L. D. Kizim, V. A. Soloviev, O. Yu.Atkov.

L. D. Kizim realizó su segundo vuelo espacial de 237 días en 1984 como comandante de la nave espacial Soyuz T-10 y de la estación orbital Salyut-7. Realizó su tercer vuelo espacial como comandante de la nave espacial Soyuz T-15 y de la estación orbital Mir en 1986. En este vuelo, por primera vez en la historia de la astronáutica, se realizó un vuelo desde la estación Mir hasta la estación Salyut-7 y viceversa.

Durante la preparación, estudié profundamente los sistemas del barco y de la estación, y los medios para controlarlos. Posee habilidades profesionales altamente desarrolladas y estables. Es un excelente operador. Trabaja de forma clara y organizada. Todas sus acciones están claramente controladas mediante documentación a bordo. Tiene un sentido desarrollado del tiempo y la disciplina interna. Las pruebas en cámara sorda, los repetidos entrenamientos realizados en diversas zonas climáticas y geográficas con influencias climáticas extremas, en terrenos difíciles y en el agua, así como los resultados de los vuelos espaciales demostraron cualidades de personalidad como la resistencia, la alta resistencia al estrés, el amor a la vida y el optimismo. y la capacidad de realizar un esfuerzo volitivo a largo plazo y de mantener un alto nivel de desempeño. Tolera sobrecargas, influencias vestibulares, grados moderados de hipoxia y altos grados de presión atmosférica.

Propósito, altamente motivado para actividades profesionales. Durante el proceso de aprendizaje, el material no se absorbe inmediatamente. Para asimilarlo bien trabaja duro, muestra perseverancia y tiene un alto interés personal en adquirir nuevos conocimientos y mejorar cualidades profesionales. Ha desarrollado inteligencia práctica. El pensamiento se distingue por el realismo y las imágenes concretas. En este sentido, al asimilar nuevos datos, se esfuerza por llegar a la esencia del fenómeno, por crear una idea objetiva del mismo. Gracias a esto, las nuevas habilidades y destrezas se forman lentamente, pero son muy estables y confiables. Tiene un gran potencial de desarrollo. Toma una posición activa en el aprendizaje. Los comentarios de instructores, metodólogos, docentes son tratados con atención. Participa en el análisis de sus errores y busca conjuntamente formas de eliminarlos.

El comportamiento se basa en experiencias previas. Prefiere un estilo de actividad reproductiva, en el que el análisis de la situación y la toma de decisiones se realizan sobre la base de algoritmos previamente elaborados y fijados. Es trabajador, no le teme a las dificultades y no se esfuerza por hacerle la vida más fácil. En las actividades de vuelo, prefiere los tipos de vuelo más complejos que requieren mucho trabajo con los controles y el equipo de la cabina. Durante los entrenamientos y las pruebas de supervivencia, toma la complejidad de la situación con dignidad y como algo natural. Mantiene una alta intensidad de entrenamiento en todo momento, independientemente de si se desempeña como respaldo o como comandante principal de la tripulación. En su vida personal es modesto y sin pretensiones. Sin embargo, está atento a su estatus social. Alegre, amable, sabe disfrutar de la vida. Tiene un sentido del humor desarrollado. Las emociones son brillantes y expresivas. Es cuidadoso en sus contactos con los demás. Presta gran atención a los matices emocionales y matices de las relaciones. La alta sensibilidad queda enmascarada por el uso de patrones establecidos de comportamiento y relaciones. Tiene una capacidad desarrollada de reflexión, percepción intuitiva de los sentimientos y estados de otras personas. Intuye bien la situación, es socialmente flexible y con grandes capacidades de adaptación. Para lograr este objetivo, se esfuerza por encontrar formas de relación amistosas y mutuamente aceptables con los demás. Muestra un gran interés en la resolución positiva de situaciones de conflicto, sin embargo, en casos de infracción abierta de sus posiciones, puede ser duro e irreconciliable.

Como comandante de las tripulaciones en entrenamiento, reveló una amplia gama de tácticas de estilo de liderazgo democrático, la capacidad de apreciar y aprovechar plenamente las cualidades positivas de los socios. Cuando trabaja en conjunto, es capaz de una cooperación empresarial efectiva, de brindarles a sus socios la oportunidad de implementar acciones proactivas para resolver los problemas asignados.

Ocupa una posición de liderazgo en la tripulación. Conoce bien y utiliza hábilmente las características de sus compañeros en su trabajo. Configurado para la máxima implementación posible del programa de vuelo. Su principal tarea para él es la organización clara del trabajo y las actividades vitales de la tripulación. Presta gran atención a los experimentos científicos que requieren operaciones dinámicas: orientación precisa y economía de combustible.

El pronóstico psicológico para la implementación del programa de vuelos espaciales es favorable. Listo para el desempeño de alta calidad de tareas de pruebas de vuelo y espaciales.

Ingeniero de vuelo de las naves espaciales Soyuz T-10 y Soyuz T-15

Soloviev Vladimir Alekseevich, Nacido en 1946, ruso. En 1970 se graduó en la Escuela Técnica Superior de Moscú que lleva su nombre. Bauman, especialidad: ingeniero mecánico. En 1977 fue aceptado en las filas del Partido Comunista de la Unión Soviética. Durante mucho tiempo participó en el desarrollo y prueba de sistemas de propulsión para naves y estaciones espaciales. Desde 1977 desarrolla la documentación de a bordo. Tiene experiencia de participación directa en el control de vuelos espaciales. Desde 1978 se preparaba para un vuelo como parte de un grupo de ingenieros de pruebas. Aprobé los exámenes del curso teórico con una nota “buena”. Durante el entrenamiento directo en el marco del programa de la expedición visitante a la estación Salyut-7, formó parte de la tripulación internacional: L. D. Kizim, V. A. Solovyov, Patrick Baudry del 9 de julio de 1981 al 6 de octubre de 1982. Según el programa de la expedición principal a la estación "Salyut-7" fue preparado desde el 22 de noviembre de 1982 con L. D. Kizim, y desde el 1 de noviembre de 1983, como parte de la tripulación: L. D. Kizim, V. A. Solovyov, O. Yu. Atkov.

V. A. Solovyov realizó su primer vuelo espacial de 237 días en 1984 como ingeniero de vuelo de la nave espacial Soyuz T-10 y de la estación orbital Salyut-7. Su segundo vuelo espacial lo realizó en 1986 junto con L. D. Kizim en la nave espacial Soyuz T-15.

Durante el proceso de formación demostró un alto nivel inicial de conocimientos técnicos generales. Demostró ser un ingeniero competente y erudito. Se distingue por una amplia gama de capacidades intelectuales, que combinan armoniosamente el pensamiento teórico abstracto y práctico. El rendimiento mental se caracteriza por un alto nivel inicial, una formación eficaz y una flexibilidad de las habilidades intelectuales. Aprende material nuevo rápidamente, pero para mantener un alto nivel de preparación necesita refuerzo periódico de lo que ha aprendido.

Trabaja con diligencia y conciencia.

Percibe la situación en toda su complejidad e integridad. Se esfuerza por comprenderlo en detalle, identificar los puntos clave más importantes y concentrar su atención en ellos. Propenso a la planificación de actividades a largo plazo. Ha desarrollado disciplina mental. Bajo presión de tiempo, actúa con cuidado y confianza. La capacidad desarrollada de intuición, observación objetiva y pensamiento controlado garantiza independencia, criticidad y rapidez en la toma de decisiones. En situaciones profesionales difíciles trabaja sin mucha tensión interna. Prefiere actividades poco reguladas. Disciplinado, recogido internamente. En comportamiento, se esfuerza por cumplir con las reglas y normas aceptadas en el entorno inmediato. En situaciones difíciles de interacción interpersonal, muestra moderación, cautela y se esfuerza por lograr una resolución profesional y libre de conflictos. En la comunicación es reflexivo y tiene buen sentido de los estados de los demás. Atento, prudente, pero poco propenso a establecer relaciones cercanas y de confianza.

Controla bien su comportamiento y sus emociones. Está atento a la valoración de sus actividades por parte de los demás. Interesado en asegurar su puesto. El nivel de aspiraciones es alto, adecuado a las capacidades intelectuales. Decidido y persistente en el logro de objetivos. Bien adaptado socialmente.

Ocupa posiciones activas en las tripulaciones. Es atento y reflexivo sobre las actividades de sus socios, se esfuerza por hacer una contribución significativa al resultado general del trabajo.

Como parte de un equipo real, se siente seguro y libre. Su conocimiento teórico general, su gran potencial creativo y su desarrollada plasticidad de pensamiento complementan con éxito la experiencia práctica del comandante. Satisfecho con sus puestos en la tripulación, bien orientado a las características individuales de sus compañeros. Revela actitudes emocionales positivas hacia ellos.

Cosmonauta-investigador de la nave espacial Soyuz T-10

Atkov Oleg Yurievich, Nacido en 1949, ruso. En 1973 se graduó en el 1er Instituto Médico de Moscú. I. M. Sechenov. Después de graduarse del instituto, trabajó en el Instituto de Investigación en Cardiología que lleva su nombre. A. A. Myasnikova Academia de Ciencias Médicas de la URSS. Actualmente es jefe del laboratorio de métodos de investigación de ultrasonidos en el Centro Científico de Cardiología de toda la Unión de la Academia de Ciencias Médicas de la URSS. Participa activa y entusiastamente en la labor de investigación. Tiene 5 inventos y más de 30 artículos científicos. En 1978 recibió el Premio Lenin Komsomol por el desarrollo e implementación de métodos de ultrasonido para el diagnóstico de enfermedades cardíacas. Candidato de Ciencias Médicas. Miembro del PCUS desde 1977

Desde 1975 participó en los exámenes clínicos y fisiológicos de las tripulaciones. Conoce bien los mecanismos fisiológicos del impacto de los factores de los vuelos espaciales en el cuerpo humano. En 1977 inició una formación especial en el IBMP. De junio a septiembre de 1983 realizó un curso de formación espacial general. Desde noviembre de 1983, estuvo en preparación directa para un vuelo en el complejo orbital Soyuz T - Salyut-7, que se llevó a cabo en 1984 y duró 237 días. Durante el proceso de preparación mostró una gran actividad, interés en dominar al máximo los conocimientos especiales y el deseo de hacer una contribución significativa al trabajo de la tripulación. Tiene un tiempo total de vuelo en un avión L-39 con instructor: 12 horas, 4 vuelos en un Il-76K con reproducción de modos de ingravidez, 2 saltos en paracaídas. Participó en entrenamientos para abandonar el módulo de descenso en el mar y para evacuación en helicóptero de un bosque alto. Mostró buena resistencia a factores extremos, optimismo y sentido del humor. Volé con mucho gusto. Durante los vuelos mantuvo la calma y percibió correctamente los cambios en la situación aérea. Al enfrentar situaciones de emergencia, fue proactivo y decisivo, manejando rápidamente la situación. Aprendí rápidamente los elementos de la técnica de pilotaje y las maniobras acrobáticas mostradas. Toleraba bien las cargas máximas de vuelo, fuerzas G de hasta 6 g y altas velocidades angulares durante las acrobacias aéreas, manteniendo la atención y la capacidad de analizar la información en su totalidad. Altamente productivo en la actividad cognitiva.

La orientación práctica del intelecto se combina con formas abstractas de pensamiento, métodos de análisis originales y no estándar. Percibe la situación en toda su integridad y complejidad. Tiene un alto potencial creativo y es capaz de realizar actividades de investigación independientes.

La esfera emocional se caracteriza por una alta diferenciación, madurez y un sistema desarrollado de autocontrol volitivo. Estable y fiable bajo estrés.

Toma una posición de vida activa. Apasionado de su profesión. Se esfuerza por ampliar el alcance de sus actividades. Útil. El nivel de motivación para lograr el objetivo es alto. Construye su comportamiento sobre la base de actitudes individuales bastante rígidas y estables. Ingenioso. Dentro de los límites de su competencia, prefiere tener su propia opinión. A pesar de un alto autocontrol intelectual y el deseo de ocultar su impulsividad, puede permitir acciones que conduzcan a complicaciones en las relaciones interpersonales. En situaciones de conflicto, tiende a reaccionar radicalmente. Un líder por naturaleza. Al liderar un grupo, muestra energía y gran capacidad de organización. Exigente y crítico consigo mismo y con los demás.

En los negocios requiere claridad, siempre se esfuerza por estar lo más informado posible, no puede tolerar la incertidumbre y las vacilaciones por parte de los socios, es intolerante con que otros violen las reglas y normas aceptadas de las relaciones. El nivel de autoestima y aspiraciones es alto y adecuado. Intenta ignorar sus propios problemas y debilidades emocionales. La firmeza y la determinación se combinan con la sensibilidad y la capacidad de empatizar profundamente. Para elegir socios utiliza los criterios más estrictos. En las relaciones, busca pruebas de sinceridad. Al lograr objetivos comunes, se esfuerza por lograr la cooperación y la armonía en las relaciones, el entendimiento mutuo y las concesiones mutuas y benévolas.

Ocupa una posición activa en la tripulación. Entiende bien sus tareas. Realiza concienzudamente y con la máxima eficacia las funciones funcionales que le sean asignadas. Toma la iniciativa para resolver todas las cuestiones relacionadas con la salud de los miembros de la tripulación. Requiere compromiso, precisión en el trabajo y organización por parte de los ejecutantes.

Como parte de la tripulación, realizó 15 sesiones de entrenamiento en un barco de transporte. Se orienta en los sistemas de barcos y estaciones en la medida necesaria. Bien preparado para el programa de investigación médica.

En el simulador de la estación orbital Salyut

En general, esta expedición se caracterizó por una alta carga de trabajo del ciclograma con un trabajo responsable y laborioso en condiciones desfavorables de trabajo y descanso, lo que impuso mayores exigencias a la esfera mental de los cosmonautas y requirió la movilización de todas las reservas psicofisiológicas internas.

La tripulación cumplió con un alto nivel profesional todas las tareas relacionadas con la salida al espacio exterior y la realización de trabajos de reparación y restauración. Los objetivos de los astronautas al realizar estos trabajos eran de naturaleza consistentemente progresiva y se realizaban prácticamente en la minuciosidad de la preparación para ellos, en la efectividad de la interacción general en la elaboración del ciclograma de las próximas acciones y en la aparición de una gran cantidad de Propuestas proactivas y creativas. Los cosmonautas quedaron profundamente satisfechos con el trabajo realizado. La tripulación trabajó con determinación, mostrando perseverancia, perseverancia y voluntad para lograr sus objetivos, al tiempo que reveló un sentido desarrollado del deber y la responsabilidad.

El panel de instrumentos de la nave Vostok-1 de Yu. A. Gagarin. Museo Central de las Fuerzas Armadas, Moscú

La masa total de la nave espacial alcanzó las 4,73 toneladas, la longitud (sin antenas) fue de 4,4 m y el diámetro máximo fue de 2,43 m.

La nave constaba de un módulo de descenso esférico (que pesaba 2,46 toneladas y un diámetro de 2,3 m) que también servía como compartimento orbital y un compartimento de instrumentos cónico (que pesaba 2,27 toneladas y un diámetro máximo de 2,43 m). El peso de la protección térmica es de 1,3 toneladas a 1,5 toneladas. Los compartimentos estaban conectados mecánicamente entre sí mediante bandas metálicas y cerraduras pirotécnicas. La nave estaba equipada con sistemas: control automático y manual, orientación automática al Sol, orientación manual a la Tierra, soporte vital (diseñado para mantener una atmósfera interna cercana en sus parámetros a la atmósfera terrestre durante 10 días), comando y control lógico. , alimentación eléctrica, control térmico y aterrizaje. Para apoyar las tareas relacionadas con el trabajo humano en el espacio exterior, la nave fue equipada con equipos autónomos y radiotelemétricos para monitorear y registrar parámetros que caracterizan el estado del astronauta, estructura y sistemas, equipos de onda ultracorta y onda corta para comunicación radiotelefónica bidireccional. entre el astronauta y las estaciones terrestres, una línea de radio de comando, un dispositivo de tiempo de software, un sistema de televisión con dos cámaras transmisoras para monitorear al astronauta desde la Tierra, un sistema de radio para monitorear los parámetros orbitales y radiogoniometría de la nave, un TDU-1 sistema de propulsión de frenado y otros sistemas.

El peso de la nave espacial junto con la última etapa del vehículo de lanzamiento fue de 6,17 toneladas y su longitud total fue de 7,35 m.

Al desarrollar el vehículo de descenso, los diseñadores eligieron una forma esférica simétrica como la mejor estudiada y que tiene características aerodinámicas estables para todos los rangos de ángulos de ataque a diferentes velocidades. Esta solución permitió proporcionar una masa aceptable de protección térmica al dispositivo e implementar el esquema balístico más simple para el descenso desde la órbita. Al mismo tiempo, la elección del esquema de descenso balístico determinó las altas sobrecargas que debía experimentar la persona que trabajaba a bordo del barco.

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

El equipamiento de los barcos Vostok se simplificó al máximo. La maniobra de retorno normalmente se realizaba mediante una orden automática transmitida por radio desde la Tierra. Se utilizaron sensores infrarrojos para orientar el barco horizontalmente. La alineación a lo largo del eje orbital se realizó mediante sensores de orientación estelar y solar.

Si los sistemas automáticos fallaran, el astronauta podría pasar al control manual. Esto fue posible mediante el uso del dispositivo de orientación óptica original "Vzor" instalado en el piso de la cabina. Se colocó una zona de espejo en forma de anillo en el ojo de buey y se colocaron flechas en una pantalla mate especial que indica la dirección del desplazamiento de la superficie terrestre. Cuando la nave espacial estaba correctamente orientada con respecto al horizonte, las ocho zonas de espejos estaban iluminadas por el sol. La observación de la superficie terrestre a través de la parte central de la pantalla (“Earth run”) permitió determinar la dirección del vuelo.

Otro dispositivo ayudó al astronauta a decidir cuándo comenzar la maniobra de regreso: un pequeño globo con un mecanismo de reloj, que mostraba la posición actual de la nave sobre la Tierra. Conociendo el punto de partida de la posición, fue posible determinar con relativa precisión la ubicación del próximo aterrizaje.

Este sistema manual sólo podría utilizarse en la parte iluminada de la órbita. Por la noche, la Tierra no se podía observar a través de la “Mirada”. El sistema de control automático de actitud tenía que poder funcionar en cualquier momento.

Las naves espaciales Vostok no eran adecuadas para vuelos humanos a la Luna y tampoco permitían la posibilidad de vuelos a personas que no hubieran recibido un entrenamiento especial. Esto se debió en gran parte al diseño del módulo de descenso del barco, cariñosamente llamado Pelota. La forma esférica del vehículo de descenso no permitía el uso de motores de control de actitud. El dispositivo era como una bola, cuyo peso principal se concentraba en una parte, por lo que, al moverse a lo largo de una trayectoria balística, automáticamente giraba con la parte pesada hacia abajo. El descenso balístico supuso una sobrecarga ocho veces mayor al regresar de la órbita terrestre y veinte veces mayor al regresar de la Luna. Un dispositivo balístico similar fue la cápsula Mercury; Las naves Gemini, Apollo y Soyuz, por su forma y centro de gravedad desplazado, permitieron reducir las sobrecargas experimentadas (3 G al regresar de la órbita terrestre baja y 8 G al regresar de la Luna), y tenían suficiente maniobrabilidad. para cambiar el punto de aterrizaje.

Los barcos soviéticos Vostok y Voskhod, al igual que el estadounidense Mercury, no podían realizar maniobras orbitales, permitiendo sólo rotaciones alrededor de los ejes principales. No estaba previsto reiniciar el sistema de propulsión; se utilizó únicamente con el fin de realizar una maniobra de frenado de retorno. Sin embargo, Sergei Pavlovich Korolev, antes de comenzar el desarrollo de la Soyuz, consideró la posibilidad de crear una Vostok maniobrable. Este proyecto implicó acoplar la nave con módulos propulsores especiales, que en el futuro permitirían utilizarla en una misión para volar alrededor de la Luna. Más tarde, la idea de una versión maniobrable de la nave espacial Vostok se implementó en los satélites de reconocimiento Zenit y en los satélites especializados Foton.

Pilotos de la nave espacial Vostok

¿Es tan fácil poner a una persona en un frasco o sobre el diseño de naves espaciales tripuladas? 3 de enero de 2017

Astronave. Seguro que muchos de vosotros, habiendo oído esta frase, os imagináis algo enorme, complejo y densamente poblado, una ciudad entera en el espacio. Así es como alguna vez imaginé las naves espaciales, y a ello contribuyen activamente numerosas películas y libros de ciencia ficción.

Probablemente sea bueno que los cineastas estén limitados únicamente por su imaginación, a diferencia de los diseñadores de tecnología espacial. Al menos en las películas podemos disfrutar de volúmenes gigantescos, cientos de compartimentos y miles de tripulantes...

El tamaño de una nave espacial real no es nada impresionante:

La foto muestra la nave espacial soviética Soyuz-19, tomada por astronautas estadounidenses desde la nave espacial Apolo. Se puede ver que el barco es bastante pequeño, y dado que el volumen habitable no ocupa todo el barco, es obvio que debe estar bastante apretado allí.

Esto no es sorprendente: un tamaño grande significa una gran masa, y la masa es el enemigo número uno en astronáutica. Por ello, los diseñadores de naves espaciales intentan hacerlas lo más ligeras posible, a menudo en detrimento de la comodidad de la tripulación. Observe lo estrecha que está la nave Soyuz:

Los barcos estadounidenses a este respecto no se diferencian mucho de los rusos. Por ejemplo, aquí hay una foto de Ed White y Jim McDivitt en la nave espacial Gemini.

Sólo las tripulaciones del transbordador espacial podían presumir de libertad de movimiento. Tenían a su disposición dos compartimentos relativamente espaciosos.

Cabina de vuelo (en realidad, la cabina de control):

Cubierta central (se trata de una sala de estar con lugares para dormir, un baño, un trastero y una esclusa de aire):

Desafortunadamente, el barco soviético Buran, similar en tamaño y diseño, nunca ha volado en modo tripulado, al igual que el TKS, que todavía tiene un volumen habitable récord entre todos los barcos jamás diseñados.

Pero el volumen habitable está lejos de ser el único requisito para una nave espacial. He escuchado declaraciones como ésta: “Metieron a un hombre en una lata de aluminio y lo mandaron a dar vueltas alrededor de la Madre Tierra”. Esta frase es, por supuesto, incorrecta. Entonces, ¿en qué se diferencia una nave espacial de un simple barril de metal?

Y el hecho de que la nave espacial debe:
- Proporcionar a la tripulación una mezcla de gases respirables.
- Eliminar del volumen habitable el dióxido de carbono y el vapor de agua exhalados por la tripulación,
- Asegurar una temperatura aceptable para la tripulación,
- Tener un volumen sellado suficiente para la vida de la tripulación,
- Proporcionar la capacidad de controlar la orientación en el espacio y (opcionalmente) la capacidad de realizar maniobras orbitales,
- Disponer de suministros de alimentos y agua necesarios para la vida de la tripulación,
- Garantizar la posibilidad de un regreso seguro de la tripulación y la carga a tierra,
- Ser lo más ligero posible.
- Contar con un sistema de rescate de emergencia que permita devolver a la tripulación a tierra en caso de emergencia en cualquier etapa del vuelo,
- Sea muy confiable. Cualquier fallo del equipo no debería dar lugar a la cancelación del vuelo, un segundo fallo no debería poner en peligro la vida de la tripulación.

Como puede ver, ya no se trata de un simple barril, sino de un dispositivo tecnológico complejo, repleto de una variedad de equipos diferentes, con motores y un suministro de combustible para ellos.

A continuación se muestra un ejemplo de un modelo de la nave espacial soviética Vostok de primera generación.

Consiste en una cápsula esférica sellada y un compartimento cónico para el montaje de instrumentos. Casi todos los barcos tienen esta disposición, en la que la mayoría de los instrumentos se colocan en un compartimento separado sin presión. Esto es necesario para ahorrar peso: si todos los instrumentos se colocaran en un compartimento sellado, este compartimento resultaría bastante grande, y dado que necesita mantener la presión atmosférica en su interior y soportar importantes cargas mecánicas y térmicas al entrar en capas densas de la atmósfera al descender al suelo, las paredes deben ser gruesas y duraderas, lo que hace que toda la estructura sea muy pesada. Y el compartimiento con fugas, que al regresar a la Tierra se separará del vehículo de descenso y se quemará en la atmósfera, no necesita paredes fuertes y pesadas. El vehículo de descenso, sin instrumentos innecesarios durante el regreso, resulta más pequeño y, en consecuencia, más ligero. También se le da forma esférica para reducir la masa, porque de todos los cuerpos geométricos del mismo volumen, la esfera tiene la superficie más pequeña.

La única nave espacial donde todo el equipo estaba colocado en una cápsula sellada fue la estadounidense Mercury. Aquí hay una foto de él en el hangar:

Una persona podría caber en esta cápsula, y aun así con dificultad. Al darse cuenta de la ineficiencia de tal disposición, los estadounidenses fabricaron su siguiente serie de barcos Gemini con un compartimento de instrumentos y componentes desmontable y con fugas. En la foto esta es la parte trasera del barco en blanco:

Por cierto, este compartimento no está pintado de blanco. El hecho es que las paredes del compartimento están atravesadas por muchos tubos por los que circula el agua. Se trata de un sistema para eliminar el exceso de calor recibido del sol. El agua toma calor del interior del habitáculo y lo transfiere a la superficie del compartimento de instrumentos, desde donde el calor se irradia al espacio. Para que estos radiadores se calentaran menos con la luz solar directa, se pintaron de blanco.

En los barcos Vostok, los radiadores estaban ubicados en la superficie del compartimento cónico de instrumentos y se cerraban con contraventanas similares a persianas. Al abrir diferentes números de compuertas, fue posible regular la transferencia de calor de los radiadores y, por lo tanto, el régimen de temperatura dentro del barco.

En los barcos Soyuz y sus homólogos de carga Progress, el sistema de eliminación de calor es similar al del Gemini. Preste atención al color de la superficie del compartimento de instrumentos. Por supuesto, blanco :)

Dentro del compartimiento de instrumentación se encuentran los motores principales, motores de maniobra de bajo empuje, reservas de combustible para todo esto, baterías, suministros de oxígeno y agua, y parte de la electrónica de a bordo. En el exterior se suelen instalar antenas de radiocomunicación, antenas de proximidad, diversos sensores de orientación y paneles solares.

En el módulo de descenso, que también sirve como cabina de la nave espacial, se encuentran únicamente aquellos elementos necesarios durante el descenso del vehículo a la atmósfera y un aterrizaje suave, además de los que deben estar en acceso directo a la tripulación: panel de control, estación de radio, suministro de oxígeno de emergencia, paracaídas, casetes con hidróxido de litio para eliminar dióxido de carbono, motores para aterrizaje suave, soportes (sillas para astronautas), equipos de rescate de emergencia en caso de aterrizaje en un punto fuera de diseño, y, por supuesto, los propios astronautas.

En los barcos Soyuz hay otro compartimento, uno doméstico:

Contiene lo necesario durante un vuelo largo, pero de lo que se puede prescindir en la etapa de puesta en órbita de la nave y al aterrizar: instrumentos científicos, suministros de alimentos, equipos de alcantarillado y sanitario (inodoro), trajes espaciales para actividades extravehiculares, sacos de dormir. y otros artículos para el hogar.

Hay un caso conocido con la nave espacial Soyuz TM-5, cuando, para ahorrar combustible, el compartimento doméstico fue disparado no después de dar un impulso de frenado para salir de órbita, sino antes. Sólo que no hubo impulso de frenado: el sistema de control de actitud falló y luego fue imposible arrancar el motor. Como resultado, los astronautas tuvieron que permanecer en órbita un día más y el inodoro permaneció en el compartimento de servicios destruido. Es difícil transmitir los inconvenientes que vivieron los astronautas durante estos días, hasta que finalmente lograron aterrizar sanos y salvos. Después de este incidente, decidimos renunciar a tal economía de combustible y disparar al compartimento doméstico junto con el compartimento de instrumentación después de frenar.

Esas eran las complejidades que había en el "banco". En los siguientes artículos analizaremos por separado cada tipo de nave espacial de la URSS, EE. UU. y China. Manténganse al tanto.

En una pequeña ciudad perdida en la región desértica de California, un aficionado solitario y desconocido intenta competir con multimillonarios y corporaciones de fama mundial por el derecho a construir naves espaciales para enviar carga a la órbita terrestre baja. No tiene suficiente ayuda ni suficientes recursos. Pero, a pesar de todas las dificultades, va a llevar su trabajo hasta el final.

Joe Pappalardo

Dave Masten mira fijamente la pantalla de su computadora. Su dedo se mantuvo sobre el botón del mouse por un momento. Dave sabe que está a punto de abrir una carta de DARPA, y esta carta cambiará su vida, independientemente de lo que diga. O recibirá financiación o se verá obligado a renunciar a su sueño para siempre.

Dos noticias

Este es un verdadero punto de inflexión, porque está en juego la cuestión de la participación en el programa XS-1, financiado por DARPA, cuyo objetivo es construir un avión espacial no tripulado reutilizable que pueda soportar diez lanzamientos en diez días, acelerar a velocidades en más de 10 Machs y, con la ayuda de una etapa adicional, entregar a la órbita terrestre baja una carga útil de más de 1,5 toneladas. Además, el coste de cada lanzamiento no debería exceder los 5 millones de dólares. Dave Masten: un eterno forastero, un refugiado de Silicon Valley, un empresario solitario de la industria espacial, nunca ha estado tan cerca de crear un sistema espacial completo como esta vez. Si su empresa se convierte en uno de los tres participantes en el proyecto XS-1, Dave recibirá inmediatamente una subvención de 3 millones de dólares e inyecciones financieras adicionales el próximo año. ¡Y el coste del futuro contrato puede superar los 140 millones de dólares!

En caso de negativa, la empresa de Dave seguirá siendo una pequeña empresa desconocida, que se ganará a duras penas una existencia miserable y acariciará el frágil sueño de construir naves espaciales orbitales. Pero lo que es peor, se perderá una rara oportunidad de hacer realidad la visión de Masten. Los programas gubernamentales de vuelos espaciales históricamente han favorecido (de hecho, ha sido un requisito) las naves espaciales que requieren un aeródromo o un enorme paracaídas para aterrizar. Masten propuso crear un cohete con despegue y aterrizaje verticales, uno que no necesitaría pista de aterrizaje ni paracaídas para regresar a la Tierra. El programa XS-1 presentó una buena oportunidad para implementar esta idea, pero si de repente se acaba la suerte y alguien más tiene la oportunidad de participar, quién sabe si el gobierno abrirá nuevas fuentes de financiación en el futuro.

Entonces, un correo electrónico, dos caminos completamente diferentes, uno de los cuales conduce directamente al espacio. Masten hace clic con el mouse y comienza a leer, lentamente, profundizando en cada palabra. Cuando termina, se vuelve hacia los ingenieros reunidos detrás de él y, con cara seria, anuncia: “Tengo dos noticias: una buena y una mala. ¡La buena noticia es que hemos sido seleccionados para XS-1! La mala noticia es que fuimos seleccionados para participar en XS-1”.

Clúster en el puerto espacial

La zona en el norte del desierto de Mojave parece más bien sacada de una película de desastres: las gasolineras abandonadas cubiertas de grafitis y las carreteras rotas llenas de cadáveres de animales caídos no hacen más que reforzar esta impresión. Montañas que lucen a lo lejos en el horizonte, el calor implacable del sol y un cielo azul sin nubes que parece interminable.

Sin embargo, este vacío desconcertante es engañoso: en el oeste de Estados Unidos se encuentra la Base Aérea Edwards (R-2508), el principal sitio de pruebas del país. Los aviones de combate cruzan constantemente 50.000 kilómetros cuadrados de espacio aéreo cerrado. Fue aquí, hace 68 años, donde Chuck Yeager se convirtió en el primer piloto en superar la velocidad del sonido en vuelo horizontal controlado.

Sin embargo, la prohibición de aviones de pasajeros y privados no se aplica a los residentes del cercano puerto aeroespacial de Mojave, que en 2004 se convirtió en el primer puerto espacial comercial del país. Masten se mudó aquí ese mismo año, justo después de que el gigante de las comunicaciones Cisco Systems adquiriera la startup donde trabajaba como ingeniero de software. De los varios edificios vacantes que le ofrecieron a Dave cuando se mudó, eligió un cuartel de la Marina abandonado construido en la década de 1940. El edificio necesitaba serias reparaciones: el techo tenía goteras y las paredes y esquinas estaban densamente decoradas con telarañas. Para Dave, este lugar resultó ideal: gracias a los techos altos de seis metros, cabían todos los aviones que él y sus tres empleados estaban construyendo en ese momento. Otra ventaja fue la posibilidad de "vigilar" varios sitios de lanzamiento y realizar lanzamientos de prueba desde ellos.

Durante varios años, la existencia de Masten Space Systems fue conocida sólo por unos pocos especialistas en tecnología espacial y algunos residentes de puertos espaciales, incluidos gigantes de la industria establecidos como Scaled Composites, que sentó las bases para la inversión privada en el espacio, Virgin Galactic de Richard Branson y Vulcan. Sistemas de lanzamiento Stratola Paul Allen. Sus espaciosos hangares están literalmente repletos de equipos sofisticados que cuestan más que todo el MSS combinado. Sin embargo, tal competencia no impidió que la creación de Masten ganara 1 millón de dólares en 2009 en un concurso organizado por la NASA para construir un módulo de alunizaje. Después de eso, de repente la gente empezó a hablar de la empresa y Dave empezó a recibir pedidos (además de la NASA, sus cohetes empezaron a ser populares en universidades famosas del país e incluso en el Ministerio de Defensa) para realizar experimentos científicos a gran altitud. y la investigación.

Maqueta por computadora de la nave espacial XS-1 VTOL diseñada por Masten Space Systems

Después de la inclusión oficial en el programa XS-1, la autoridad de MSS se hizo aún más fuerte: en competencia con Boeing Corporation y la gran empresa militar-industrial Northrop Grumman, Masten parecía muy respetable. Además de estos gigantes de la industria, a través de una asociación con Boeing, en el proyecto participan Blue Origin, una empresa aeroespacial privada propiedad de Jeff Bezos, así como las ya mencionadas Scaled Composites y Virgin Galactic, que colaboran con Northrop Grumman. La propia MSS decidió unir fuerzas con otra pequeña empresa de Mojave: XCOR Aerospace. Entonces, en la carrera por crear un camión espacial reutilizable, Dave tuvo que enfrentarse a las corporaciones más venerables y mejor dotadas. Sólo quedaban trece meses para la siguiente etapa: evaluar los resultados provisionales y tomar una decisión sobre la financiación adicional.

Mejor que boeing

El edificio del MSS se encuentra en las mismas condiciones que cuando Masten se hizo cargo de él. El techo todavía tiene goteras y puedes tropezar accidentalmente con una araña venenosa. Se colocan cajas con herramientas alrededor del perímetro. Aparte de pancartas con el nombre de la empresa, una pizarra cubierta de ecuaciones y una bandera estadounidense, no hay nada en las paredes. El centro del hangar lo ocupa el cohete Xaero-B, que se apoya en cuatro patas de metal, encima de las cuales se encuentran dos tanques volumétricos esféricos. Uno de ellos está lleno de alcohol isopropílico y el otro de oxígeno líquido. Un poco más arriba en el círculo hay depósitos de helio adicionales. Son necesarios para el funcionamiento de los motores del sistema de control del jet, diseñado para controlar la posición espacial del barco. El motor en la parte inferior del cohete está montado en un cardán para brindar control a esta extraña estructura parecida a un insecto.

Varios empleados están ocupados preparando el Xaero-B para un experimento conjunto con la Universidad de Colorado (Boulder, EE.UU.), en el que se pretende comprobar si la nave puede comunicarse con telescopios terrestres y participar en la búsqueda de exoplanetas.

La empresa de Masten atrae a cierto tipo de ingenieros mecánicos, verdaderos aficionados a su oficio. “Hice prácticas en Boeing en el departamento de motores del 777”, dice el ingeniero Kyle Nyberg, de 26 años. — Boeing es una muy buena empresa. Pero, para ser sincero, no me gusta estar todo el día sentado en una oficina. Imaginé que los próximos 40 años de mi vida serían así y me asusté mucho. En una pequeña empresa privada como MSS, los ingenieros pueden experimentar toda la gama de emociones al hacer realidad sus ideas, desde la euforia hasta la decepción total. Pocas veces se ve algo así".

Repostaje en el punto de Lagrange

El objetivo principal de Masten siempre ha sido crear un cohete diseñado para transportar carga, no astronautas, una especie de caballo de batalla. Estos barcos seguramente serán necesarios, por ejemplo, para transportar oxígeno e hidrógeno desde la superficie lunar a una gasolinera, que algún día se instalará en uno de los puntos de Lagrange entre la Tierra y la Luna. Por eso Masten incorpora en sus diseños el principio del despegue y aterrizaje vertical. "Éste es el único método que conozco que funcionará en la superficie de cualquier cuerpo sólido del sistema solar", explica. “¡No se puede aterrizar un avión o una lanzadera en la Luna!”

Además, el despegue y aterrizaje vertical facilitan la reutilización de la nave espacial. Algunos cohetes Masten ya han realizado varios cientos de vuelos; la preparación para un relanzamiento no lleva más de un día. Según los términos del programa XS-1, se deben realizar diez lanzamientos en diez días; esta ha sido una práctica común para MSS durante mucho tiempo. Aquí Dave estaba muy por delante de sus competidores, que todavía no han conseguido hacerlo ni una sola vez.

Modestia y trabajo duro.

Así, DARPA anunció que los tres participantes en el programa XS-1 fueron admitidos en la Fase 1B, por lo que cada empresa recibirá 6 millones de dólares adicionales. Las tareas principales de la Fase 1 fueron el trabajo de diseño y la preparación de la infraestructura; en otras palabras, se necesario demostrar que la empresa podrá trabajar en XS-1. En la Fase 1B, los participantes deben realizar pruebas, recopilar datos relevantes y continuar perfeccionando el diseño para mostrar cómo planean lograr el objetivo final. Los resultados de la Fase 1B se entregarán el próximo verano, y el primer vuelo del XS-1 a órbita está previsto para 2018.

No importa cuál sea el resultado de esta competencia, el mero hecho de que Dave haya logrado llegar tan lejos podría revolucionar la industria de proyectos espaciales privados. “Esto cambia las reglas del juego”, dijo Hannah Kerner, directora ejecutiva de la Space Frontier Foundation y ex ingeniera de la NASA. "DARPA no sólo dio a las empresas privadas la oportunidad de participar en el programa espacial del gobierno, sino que también reconoció a las pequeñas empresas emergentes como potenciales actores serios". Incluso si se olvida por un momento de la participación en XS-1, sigue siendo difícil llamar a MSS una empresa externa. En agosto, abrió una nueva oficina en Cabo Cañaveral, un centro espacial en Florida que recientemente se ha convertido en un centro de lanzamientos espaciales comerciales. La oficina de SpaceX se encuentra en el mismo centro de negocios, ubicado cerca del Centro Espacial Kennedy.

A pesar de esto, MSS todavía carece de personal y recursos, y sigue siendo un grupo de ingenieros románticos que taladran, martillan y sueldan en su hangar junto a las grandes empresas ricas. E involuntariamente comienzas a apoyarlos: quieres que tengan éxito.

"Creo que definitivamente competiremos con nuestros competidores", es todo lo que dijo Masten cuando se le preguntó sobre las posibilidades de éxito del XS-1. No ve ningún sentido en prometer montañas de oro, aunque esto ya se ha convertido en un hábito para muchos de sus colegas. Muchas personas logran el éxito porque saben hablar maravillosamente. Dave no es uno de ellos: es tranquilo, trabajador, modesto, pero al igual que sus rivales, le apasiona hacer realidad sus ideas.