Kā strādā kosmiskās stacijas?2
65
0
20 gadsimta sākumā kosmiske pionieri, tādi kā Hermanis Oberts, Konstantīns Ciolkovskis, Herman Noordung un Verners fon Brauns, sapņoja par milzīgām kosmiskām stacijām Zemes orbītā. Šie zinātnieki uzskatīja, ka kosmiskās stacijas kļūs ar teicamiem sagatavošanās punktiem priekš izplatījuma pētīšanas. Jūs tak atceraties " Звезда КЭЦ "?
Verners fon Brauns, amerikāņu kosmiskās programmas arhitekts, integrēja kosmiskās stacijas savās ilgtermiņa vīzijās attīstot ar ASV kosmosa spēkiem. Verners fon Brauns rakstīja daudz rakstu par kosmosa tēmu populāros žurnālos, bet gleznotāji noformēja kosmisko staciju konceptus zīmējumos. Šie raksti un attēli savulaik sekmēja sabiedriskās iztēles attīstību un izveidoja interesi par kosmiskajiem pētījumiem.
Šajos kosmisko staciju konceptos ļaudis dzīvoja un strādāja atklātā kosmosā. Vairākums staciju bija līdzīgas milzīgiem gredzeniem, kuri griezās un ģenerēja mākslīgo gravitāciju. Kuģi atnāca un aizgāja, kā parastā ostā. Tie atgādāja kravas, pasažierus un materiālus no Zemes. Reisi kas aizgāja, aizvirzījās uz Zemi, Mēnesi, Marsu un tālāk. Tolaik cilvēki ne līdz galam saprata, ka Verners fon Brauns redzējums kļūs par realitāti ļoti drīz.
ASV un Krievija attīsta orbitālās kosmiskās stacijas no 1971.gada. Pirmās stacijas kosmosā bija Krievijas "Салют", amerikāņu Skylab un Krievu "Мир". Bet no 1998.gada, ASV, Krievija, Eiropas kosmiskā aģentūra, Kanāda, Japāna un citas valstis uzbūvēja un sāka attīstīt Starptautisko kosmisko staciju(ISS- International Space Station) zemes orbītā. Uz ISS cilvēki dzīvo un strādā kosmosā jau vairāk, kā desmit gadus.
Šajā rakstā mēs aplūkosim kosmisko staciju pirmās programmas, to izmantošanu tagadnē un nākotnē. Bet sākumā sīki apskatīsim, kādēļ vispār ir vajadzīgas šīs kosmiskās stacijas.
Kādēļ būvēt kosmiskās stacijas?
Ir daudz iemeslu kosmisko staciju būvēšanai un ekspluatācijai, ieskaitot pētījumus, rūpniecību, izpēti un pat tūrismu. Pirmās kosmiskās stacijas tika uzbūvētas priekš tā, lai pētītu ilglaicīgu bezsvara stāvokļa iedarbību uz cilvēka organismu. Beigu beigās, ja astronauti jelkad lidos uz Marsu vai uz citām planētām, sākumā mums nepieciešams uzzināt, kā bezsvara stāvokļa ilgstošā iedarbība iespaido cilvēkus, kuri mēnešiem ilgi lidos.
Kosmiskās stacijas tāpat piedāvā priekšrocības priekš pētījumiem, kurus ir neiespējami veikt uz Zemes. Piemēram, gravitācija izmaina atomu organizāciju kristālos. Bezsvara stāvoklī var formēties praktiski ideāls kristāls. Tādi kristāli var kļūt par teicamiem pusvadītājiem un var būt pamats jaudīgiem datoriem. 2016.gadā NASA plāno izveidot uz ISS laboratoriju priekš ļoti zemu temperatūru pētīšanas bezsvara stāvokļa nosacījumos. Cits gravitācijas efekts - degšanas procesā virzīto plūsmu tā rada nestabilu liesmu, kā rezultātā to pētīšana top ļoti grūta. Bezsvara stāvoklī pavisam vienkārši var izpētīt stabilas mazkustīgas liesmas plūsmu. Tas var kļūt noderīgi degšanas un krāsnu radīšanas procesa pētīšanai, kuras mazāk piesārņos apkārtējo vidi.
Augstu virs Zemes kosmiskās stacijas dalībniekiem acu priekšā paveras unikāla aina uz zemi, laika apstākļiem, reljefs, veģetāciju, okeāniem un atmosfēru. Bez tam, tā kā kosmiskās stacijas ir augstākas par Zemes atmosfēru, tās var izmantot priekš pilotējamo kosmisko teleskopu observatorijām. Zemes atmosfēra netraucēs. Kosmiskais teleskops Habls izdarīja neticamu atklājumu daudzumu tieši pateicoties savējai dislokācijai.
Kosmosa stacijas var pielāgot kā kosmosa viesnīcu. Tieši Virgin Galactic, kurš tagad aktīvi attīsta kosmisko tūrismu, plano nodibināt hoteļus kosmosā. Ar komerciālās kosmosa apguves augšanu kosmiskās stacijas var kļūt par ostām, ekspedīcijām uz citām planētām, kā arī par veselām pilsētām un kolonijām, kuras varētu atslogot pārapdzīvoto planētu.
Tagad, kad mēs uzzinājām, kādēļ ir vajadzīgas kosmiskās stacijas, tad apmeklēsim dažas no tām. Sāksim ar staciju " Салют" - pirmā no kosmiskajām.
"Салют": pirmā kosmiskā stacija
Krievija(bet tad Padomju Savienība) pirmā palaida orbītā kosmisko staciju. Stacija "Салют-1" iznāca orbītā 1971.gadā, kļūstot par savienojumu kosmiskājām sistēmām "Алмаз" un "Союз". Sistēma "Алмаз" sākotnējs tapa militāriem mērķiem. Kosmiskais kuģis "Союз" pārvadāja kosmonautus no Zemes uz kosmisko staciju un atpakaļ.
"Салют-1" bija 15 metru garumā un sastāvēja no trīs galveniem nodalījumiem, kur tika izvietoti restorāni un atpūtas zonas, ēdiena un ūdens glabātave, tualete, pārvaldes stacija, trenažieri un zinātniskais aprīkojums. Sākotnējs "Союз-10" apkalpei bija jādzīvo uz borta "Салют-1", bet to misija sadūrās ar savienojuma problēmām, kura patraucēja ienākt kosmiskajā stacijā. "Союза-11" apkalpe kļuva par pirmo, kura veiksmīgi apmetās uz "Салют-1", uz kura dzīvoja 24 dienas. Tomēr šī apkalpe traģiski aizgāja bojā dodoties uz Zemi, kad tika boāta kapsulas hermetizācija pie ieejas atmosfērā. Tālākas misijas uz "Салют-1" tika atceltas, bet kosmiskais kuģis "Союз" tika pārveidots.
Pēc "Союза-11", Savienība palaida vēl vienu kosmisko staciju, "Салют-2", bet viņa nevarēja iziet orbītā. Pēc tam sekoja "Салюты-3-5". Šīs palaišanas izjuta jaunais kosmiskais aparāts "Союз" un apkalpe ilgstošajām misijām. Viens no šo kosmisku staciju trūkumiem bija tas, ka tiem bija tikai viens savienošanās mezgls priekš kuģa "Союз", un viņu nedrīkstēja atkārtoti izmantot.
1977.gada 29.septembrī Padomju Savienība palaida "Салют-6". Šī stacija tika aprīkota ar otro savienošanās mezglu, tādēļ staciju varēja atkārtoti aizsūtīt, izmantojot bezpilota kuģi "Прогресс". "Салют-6" strādāja no 1977 līdz 1982.gadam. 1982.gadā tika palaists pēdējais "Салют-7". Viņā mitinājās 11 apkalpes un nostrādāja 800 dienas. Programmas "Салют" pēdējā solī noveda pie "Мир" kosmiskās stacijas izstrādāšanas, par kuru mēs parunāsim vēlāk. Sākumā aplūkosim pirmo amerikāņu kosmisko Skylab staciju.
Skylab: pirmā amerikāņu kosmiskā stacija
ASV izveda savu pirmo un vienīgo kosmisko staciju Skylab-1 orbītā 1973.gadā. Starta laikā kosmiska stacija bija bojāta. Meteorītu vairogs un viens no diviem galveniem stacijas saules paneļiem tika izjaukts, bet cits saules panelis neatvērās pilnībā. Šā iemesla dēļ Skylab bija maz elektrības, bet iekšēja temperatūra cēlās līdz 52 celsija grādiem.
Modificētā trešās pakāpes raķete « Saturn 5», Skylab sastāvēja no nākamajām daļām:
• Orbitāla darbnīca(viņā dzīvoja un strādāja apkalpe).
• Vārtejas modulis(atļāva iziešanu uz ārējo stacijas daļu).
• Daudzējādais savienošanās mezgls(ļāva uzreiz vairākiem kuģiem " Apollo " savienoties vienlaikus ar staciju ).
• Piestiprinājums teleskopam (tur bija teleskopi priekš Saules, zvaigzņu un Zemes vērošanai). Ņemiet vērā, ka Habla kosmiskais teleskops vēl nebija uzbūvēts.
• Kosmisks aparāts " Apollo"(komand un dienesta modulis apkalpes transportēšanai uz Zemi un atpakaļ).
Skylab tika nokomplektēts ar divām papildus apkalpēm. Abas šīs apkalpes pavadīja 59 un 84 dienas orbītā attiecīgi.
Skylab nebija jākļūst par pastāvīgu kosmisko vasarnīcu, bet atrāk par darbnīcu, kurā ASV testēja ilgstošās uzturēšanās ietekmi kosmosā uz cilvēka ķermeni. Kad trešā apkalpe pameta staciju, viņa tika pamesta. Ļoti drīz intensīvie saules uzliesmojumi viņu novirzīja no orbītas. Stacija nonāca atmosfērā un sadega virs Austrālijas 1979.gadā.
Stacija "Мир": pirmā pastāvīgā kosmiskā stacija
1986.gadā krievi palaida kosmisko staciju „Мир”, kurai bija jākļūst par pastāvīgo mājokli izplatījumā. Pirmā apkalpe, kas sastāvēja no kosmonaudiem Леонида Кизима un Владимира Соловьева, pavadīja uz borta 75 dienas. Nākamos 10 gadu laikā
"Мир" pastāvīgi pilnveidojās un sastāvēja no nākamajām daļām:
• Dzīvojamās telpas(kur tika izvietotas atsevišķas apkalpes kajītes, tualete, duša, virtuve un miskastes nodalījums).
• Pāriešanas nodalījums priekš papildus stacijas moduļiem.
• Atstarpju nodalījums, kas savienoja darba moduli ar aizmugures savienojuma portiem.
• Degvielas nodalījums, kurā glabājās degvielas tvertnes un raķešu dzinēji.
• Astrofizisks "Квант-1" modulis, kurā bija teleskopi, lai pētītu galaktikas, kvazārus un neitronu zvaigznes.
• Zinātniskais "Квант-2" modulis, kas piešķīra aprīkojumu bioloģiskiem pētījumiem, Zemes vērošanai un kosmiskām pastaigām.
• Tehnoloģiskais modulis " Кристалл ", kurā tika veikti bioloģiskie eksperimenti; viņš tika aprīkots ar doku, pie kura varēja pievienoties amerikāņu šatls.
• Modulis "Спектр" tika izmantots Zemes dabas resursu un zemes atmosfēras vērošanai, kā arī bioloģisko un dabaszinātnisko eksperimentu atbalstam.
• Modulis "Природа" saturēja radaru un spektrometrus Zemes atmosfēras pētīšanai.
• Savienošanās modulis ar portiem priekš nākotnes savienojumiem.
• Apgādes kuģis "Прогресс" ir bezpilota kuģis, kurš piegādāja pārtīku un aprīkojumu no Zemes, kā arī veda projām atliekas.
• Kosmiskais aparāts "Союз" nodrošināja galveno transportēšanu no Zemes un atpakaļ.
1994.gadā sagatavošanās ietvaros uz Starptautisko kosmisko staciju NASA astronauti pavadīja laiku uz "Мира" borta. Vienam no četriem kosmonautiem, Jerry Linenger uzturēšanās laikā, uz stacijas "Мир" izcēlās ugunsgrēks. Michael Foale uzturēšanās laikā, citam no četriem kosmonautiem, piegādes kuģis "Прогресс" ietriecās "Мир".
Krievijas kosmiskā aģentūra vairāk ne varēja uzturēt "Мир", tādēļ kopā ar NASA vienojās atteikties no "Мир" un koncentrēties uz ISS. 2000.gada 16.novembrī tika izlemts nosūtīt "Мир" uz Zemi. 2001.gada februārī "Мир"rakešu dzinēji palēnināja staciju. 2001.gada 23.martā stancija ienāca zemes atmosfērā, sadega un izjuka. Atlūzas nokrita Klusā okeāna dienviddaļā blakus Austrālijai. Tās bija pirmās pastāvīgās kosmiskās stacijas beigas.
Starptautiskā kosmiskā stacija(ISS)
1984.gadā ASV prezidents Ronald Reagan piedāvāja valstīm apvienoties un uzbūvēt pastāvīgi apdzīvotu kosmisko staciju. Ronald Reagan redzēja, ka rūpniecība un valdības atbalstīs staciju. Lai mazinātu milzīgās izmaksas, ASV vienojās ar 14 citām valstīm(Kanādu, Japānu, Brazīliju un Eiropas kosmisko aģentūru, kas pārstāvēja pārējās valstis). Plānošanas procesā un pēc Padomju Savienības sabrukuma ASV pieaicināja Krieviju kooperācijā 1993.gadā. Dalībvalstu skaitlis izauga līdz 16. NASA ņēma uz sevīm iniciatīvu ISS celtniecībai un koordināciai.
ISS montēšana orbītā sākās 1998.gadā. 2000.gada 31.oktobrī tika palaista pirmā apkalpe no Krievijas. Trīs cilvēki pavadīja gandrīz piecus mēnešus uz borta ISS, aktivējot sistēmas un veicot eksperimentus.
2003.gada oktobrī Ķīna kļuva par trešo kosmisko lielvalsti, un no tā laika nodarbojas ar kosmiskās programmas pilnvērtīgu izstrādāšanu, bet 2011.gadā palaida orbītā "Tiangong-1" laboratoriju. " Tiangong" kļuva ar pirmo moduli nākamajai Ķīnas kosmiskajai stacijai, kuru plānots pabeigt ap 2020.gadu. Kosmiskā stacija var kalpot gan pētījumiem, gan militāriem mērķiem.
Kosmisko staciju nākotne
Īstenībā mēs atrodamies tikai kosmisko staciju attīstības pašā sākumā. ISS kļuva ar milzīgu soli uz priekšu pēc "Салюта", Skylab un "Мир", bet mēs arvien esam tālu no lielu kosmisko staciju vai koloniju realizācijas, par kurām rakstīja fantastikas raksnieki. Nevienā no kosmiskajām stacijām līdz šim nav gravitācijas. Viens no iemesliem priekš tā - mums vajag vietu, kurā mēs varēsim veikt eksperimentus bezsvara stāvokļa nosacījumos. Cits - mums vienkārši nav tehnoloģijas, lai grieztu tādas lielas struktūras, lai ražotu mākslīgo gravitāciju. Nākotnē mākslīgā gravitācija kļūs obligāta priekš kosmiskām kolonijām ar lielu iedzīvotāju skaitu.
Cita interesanta ideja kosmiskās stacijas izvietojumā. ISS nepieciešams periodisks paātrinājums zemas orbītas atrašanas dēļ. Tomēr ir divas vietas starp Zemi un Mēnesi, kuri tiek saukti par Lagrange L-4 un L-5 punktiem. Šajos punktos zemes un mēnes gravitācija ir sabalansēta, tādēļ objekts nepievilksies ne pie Zemies vai Mēnes. Orbīta ir stabila. Kopiena, kas sevi dēvē par "sabiedrība L5», kas tika izveidota pirms 25 gadiem, un popularizē ideju par kosmosa stacijas vietu vienā no šiem punktiem. Jo vairāk mēs uzzinām par ISS darbu, jo labākas būs nākamās kosmosa stacijas, un sapņi Verners fon Brauns un Konstantīns Ciolkovskis beidzot kļūt par realitāti.
Tev patiks šie raksti
