Эксклюзив
Батурин Юрий Михайлович
09 августа 2012
23927

Как долететь до космоса

Main 5.01.01.03

Мы продолжаем публикацию книги "Желаю вам доброго полета!.." Книга в доступной форме, популярным языком рассказывает о профессии космонавта - об отборе, подготовке и работе космонавтов на орбите, о конструкции космического корабля, о ракетах, космодромах, космических станциях, о зарождении и становлении космонавтики.

Для среднего школьного возраста. Под ред. летчика-космонавта России Ю. М. Батурина КАК ДОЛЕТЕТЬ ДО КОСМОСА

Дорога в космос начинается с заводских цехов и конструкторских бюро, где люди, избравшие космонавтику делом своей жизни, задумывают, конструируют, создают и испытывают ракеты и космические корабли.
Как доставить спутник или космический корабль в космос? В наш век разрабатывают разные способы. Например, это может быть воздушно-космический самолет, который взлетает, как и обычные самолеты, с аэродрома и благодаря мощным двигателям достигает космического пространства. Или предлагают запускать космические аппараты с помощью мощных лазеров. Но сегодня пока только ракеты космического назначения являются реальным и надежным средством доставки людей и полезного груза в космос.

Космическая ракета прибыла на стартовую позицию

Чтобы долететь до космоса, космонавт должен хорошо знать свой корабль, все приборы, детали, аппаратуру. Ему предстоит научиться работать с этим оборудованием в любых условиях. Вот тут и пригодятся знания по математике, черчению, физике и химии. Владея этими предметами, ты легко разберешься в трудных чертежах, схемах, графиках, картах. А навыки управления кораблем отрабатываются на тренировках. Проще говоря, тебя посадят на тренажер и дадут задание состыковаться со станцией или включить тормозную установку. Научишься делать все с первого раза и не совершать ошибок, возможно, станешь командиром корабля.

Где работают волшебники

Космическое предприятие как маленький город. Здесь находится множество зданий: конструкторское бюро, цеха, научные и испытательные лаборатории, есть своя поликлиника, автозаправка и даже электростанция.

В семь часов утра каждый день открываются двери проходных. Тысячи людей спешат на работу: инженеры, конструкторы, рабочие, техники. Работают и молодые специалисты, и закаленные временем ветераны. Некоторые из них помнят еще С. П. Королёва, М. В. Мясищева, В. П. Бармина, В. Н. Челомея. Огромные коллективы действуют как слаженный механизм.

Территория настолько огромна, что по ней ездят грузовые и легковые машины, останавливаясь, как положено, на светофорах, курсируют автобусы, развозя людей по рабочим местам.

Итак, начинается рабочий день. За это время происходит масса интересного. В конструкторском бюро проектируют космические аппараты и ракеты, а также их части сначала на компьютерах в виде чертежей, схем, графиков, трехмерных моделей. Все ответственные части дублируют (делают в двух экземплярах). Ничто не должно выйти из строя, ведь от этого зависит успешность старта и жизнь людей. По созданным чертежам теперь можно начинать конструировать настоящие корабли и станции. Вначале делают экспериментальный образец и испытывают его. Проводят испытания на надежность, нагревают изделие, проверяют на растяжение, кручение и изгиб, каждый элемент должен отвечать требованиям безопасности. После успешных испытаний можно начинать выпуск изделия. Над каждым элементом ракеты или спутника работают несколько сотен человек. Когда проходишь по заводу, отовсюду слышен шум работающих приборов и различных сложных машин.

Венчает работу сборочный цех. Здесь все элементы корабля или станции соединяют вместе. В длину такой цех с футбольное поле, даже больше. Там происходит настоящее волшебство. Из шпилек и болтиков, шпангоутов и корпусных частей, баков горючего и окислителя и прочих деталей с труднопроизносимыми названиями самые ответственные и опытные люди собирают ракету или модуль космической станции. Оттуда на специальном поезде собранную ракетно-космическую технику везут на полигон. Ты спросишь, как же доставить такую огромную посылку на космодром? Для этого прямо по территории завода проходит несколько веток железной дороги. Ракету или корабль грузят на железнодорожную платформу и отправляют по рельсам на космодром.

Москва, Самара и другие космограды

В 1950 году было образовано особое конструкторское бюро N 1 по разработке ракет дальнего действия. Его начальником назначили Сергея Павловича Королёва. За несколько лет конструкторским бюро были созданы новые образцы ракетной техники, в том числе и первая в мире ракета, запускаемая с подводной лодки. Вскоре конструкторскому бюро был придан завод. Это предприятие несколько раз меняло свое название, а сегодня всемирно известно как Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С. П. Королёва. Оно располагается в подмосковном городе, который тоже назван именем великого конструктора - Королёв. На этом предприятии был создан первый искусственный спутник Земли, космический корабль "Восток", на котором впервые человек полетел в космос, орбитальные станции. Здесь есть свой отряд космонавтов. После Королёва предприятием руководили знаменитые конструкторы
Василий Павлович Мишин, Валентин Петрович Глушко, Юрий Павлович Семенов. На кораблях и станциях, которые создавались под руководством Ю. П. Семенова, летали половина всех землян, побывавших в космосе.

Весной 1916 года был создан один из первых в России автомобильных заводов. Но уже через несколько лет он начинает выпускать военные и гражданские самолеты. А в 1960 году, за полгода до полета в космос Юрия Гагарина, было принято решение поручить заводу делать ракеты. Именно на этом предприятии была сделана знаменитая ракета "Протон", с помощью которой были выведены в космос многие спутники, автоматические межпланетные станции, а затем и орбитальные станции. В 1993 году этот машиностроительный завод и конструкторское бюро, разрабатывавшее для него проекты космических аппаратов, были преобразованы в Государственный космический научно-производственный центр имени Михаила Васильевича Хруничева. Его отделы находятся в разных городах: Москве, Воронеже, Перми, Омске, Коврове - вот география этого знаменитого предприятия.

В конце июня 1941 года, через несколько дней после начала Великой Отечественной войны, при московском заводе "Компрессор" было организовано специальное конструкторское бюро, руководить которым назначили Владимира Павловича Бармина. СКБ сразу стало разрабатывать и изготовлять пусковые боевые установки для реактивных снарядов, которые наши воины называли катюшами. Ты, конечно, читал о них в книгах про войну. А после Победы под руководством Владимира Павловича Бармина там же стали создавать стартовые комплексы - сначала для боевых ракет, а потом и для ракет космического назначения. Между прочим, именно на этом предприятии еще в 1970-х годах разработали проект обитаемой лунной базы. Возможно, именно тебе доведется возводить ее на Луне или работать там. После ухода из жизни В. П. Бармина конструкторскому бюро общего машиностроения было присвоено его имя, а возглавил предприятие его сын Игорь Владимирович Бармин. Вот какой интересный пример. Наверное, и ты, если кто-то из твоих родителей работает на космических предприятиях, захочешь пойти по их стопам?

Все наши космические скафандры созданы на подмосковном предприятии "Звезда". Оно ведет свою историю с 1952 года и занималось сначала скафандрами для летчиков. Потом на предприятии стали делать лучшие в мире катапульты, спасающие жизнь пилотов при авариях. Долгое время главным конструктором и генеральным директором предприятия был выдающийся ученый Гай Ильич Северин. На все скафандры, выпускаемые "Звездой", пришивается эмблема предприятия. Ты можешь увидеть ее по телевизору, когда показывают космонавтов, отправляющихся в космический полет.
В 1984 году в Москве открылась мастерская по ремонту велосипедов. Вскоре она выросла в настоящий завод, где не только ремонтировали, но и производили велосипеды, мотоциклы, автомобили, дрезины, аэросани и даже дирижабли. Видимо, с дирижаблей все и началось. В 1919 году его переименовали в Государственный авиационный завод, и он стал выпускать замечательные истребители, но не только. В 1939 году был произведен успешный пуск первой в мире двухступенчатой ракеты, изготовленной заводом.

Когда началась Великая Отечественная война, завод эвакуировали в город Куйбышев (сейчас это Самара, городу вернули историческое название). Шестнадцать тысяч боевых самолетов выпустил завод для фронта, примерно двадцать пять самолетов в сутки!

Вскоре после запуска первого искусственного спутника Земли заводу, учитывая его опыт, поручили делать ракеты. Так началась космическая дорога предприятия, которое к тому времени называлось заводом "Прогресс". Уже через год была запущена серийная межконтинентальная ракета.

Для конструкторского сопровождения производства ракет и разработки новых модификаций было создано Центральное специализированное конструкторское бюро (ЦСКБ), которое вскоре объединили с самарским заводом "Прогресс". Именно Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ- Прогресс" делает ракету "Союз", которая выводит космические экипажи на орбиту. Долгое время предприятием руководил знаменитый конструктор Дмитрий Ильич Козлов.

Три ступени

Первые космические ракеты были переделаны из боевых. Потом для запусков в космос стали делать специальные ракеты. Сейчас их видов достаточно много. Мы расскажем тебе здесь лишь о двух из них: о ракете, которую используют для полетов в космос людей, и о той, которая доставляет на орбиту большие модули орбитальных станций.

Ракета, на которой космонавты отправляются в полет, очень надежна. Называется она "Союз" и имеет несколько модификаций (технически немного отличающихся друг от друга). "Союз" - трехступенчатая ракета-носитель.

Первая ступень состоит из четырех блоков, имеющих форму конуса, объединенных в своего рода "пакет". Каждый блок достаточно большой, почти двадцать метров в высоту, а весит почти четыре тонны, и это без горючего. В хвостовом отсеке каждого бокового блока стоит мощный двигатель.

На этот пакет устанавливается центральный блок, который является второй ступенью. Высота его около тридцати двух метров, а весит он семь тонн. Во второй ступени тоже установлен мощный двигатель.

На вторую ступень помещается третья ступень со своим двигателем. Она немного поменьше первых двух - в разных вариантах восемь-девять метров, весом немного меньше трех тонн. К третьей ступени крепится сам космический корабль. Таким образом, корабль должен был бы принять на себя и напор воздуха, и тепловые нагрузки. Чтобы защитить и обезопасить космический корабль, предусмотрен головной обтекатель, которым накрывают корабль на ракете.

Когда ракету заправляют топливом, она весит больше трехсот тонн. Представляешь, как много требуется горючего, чтобы вывести на орбиту космический корабль весом всего семь тонн! Тоже немало, но всего лишь чуть больше двух процентов от общей массы. А точнее ты и сам легко сосчитаешь. Тебя ведь в школе уже научили считать проценты?

Ракета для межпланетных путешествий

Ракета, которая вывела на орбиту множество модулей орбитальных космических станций, называется "Протон". Она разрабатывалась давно, в том числе и для выполнения советской программы полета к Луне, и имела несколько разновидностей. Сегодня основной вариант этой ракеты - трехступенчатый.

Первая ступень состоит из одного центрального и шести боковых блоков, причем боковые расположены кольцом вокруг центрального. Вторая и третья ступени крепятся к первой последовательно. В заправленном состоянии ракета "Протон" весит почти семьсот тонн - значительно больше, чем ракета "Союз". Поэтому она может вывести на орбиту космические аппараты весом более двадцати тонн.
Иногда к трем ступеням ракеты добавляют и четвертую, которая называется разгонным блоком. Двигатель разгонного блока может многократно включаться уже в космосе. Поэтому четырехступенчатый вариант используют для выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту и для вывода их на межпланетные траектории. Именно "Протон" отправил несколько автоматических станций к Луне, Венере и Марсу.

Лучше не придумать

Многоликий корабль

Корабль, как и ракета, называется "Союз". Он разрабатывался с 1962 года и впервые был запущен в 1966 году. Первый пилотируемый полет на корабле "Союз" совершил космонавт Владимир Михайлович Комаров. 24 апреля 1967 года на участке спуска из-за разгерметизации парашютного контейнера произошла его деформация, и на высоте десять километров основной парашют не вышел. На высоте семь километров сработал запасной парашют, но стропы его закрутились, поэтому купол раскрылся не полностью. С огромной скоростью спускаемый аппарат врезался в землю. Космонавт погиб.

Более сорока лет "Союз" эксплуатируется в пилотируемом варианте, постепенно совершенствуясь, и сегодня считается самым надежным в мире. Когда его создавали, еще не было таких компьютеров, какие используются в инженерных разработках сейчас. Зато были талантливые инженеры и конструкторы. Они трудились и днем и ночью, все свои силы и все свое время отдавая работе. В результате корабль был сделан на совесть и прекрасно служит космонавтике столько лет. Когда уже в наше время инженеры, пытаясь усовершенствовать конструкцию корабля, с помощью современных методов рассчитали параметры корабля на компьютерах, оказалось, что "Союз" сделан практически идеально. Вот какие головы его создавали! Поэтому в истории техники он наверняка займет одно из самых почетных мест, а будущие конструкторы назовут его классическим.

Космический корабль "Союз"

В 1971 году "Союз" был модернизирован (оснащен бортовым компьютером) и получил название "Союз-Т". Спустя 15 лет его опять модернизировали (то есть осовременили), и к названию корабля прибавилась еще одна буква - М (сокращение от "модернизированный"), получился "Союз-ТМ". Когда началось сотрудничество с США по полетам на космическую станцию, американцы, у которых много астронавтов высокого роста, попросили так изменить конструкцию корабля, чтобы снять ограничения по росту. По этой причине разработали новый вариант корабля - "Союз-ТМА". Буква А взята от слова "антропометрический", то есть учитывающий антропометрические данные космонавта (в первую очередь, рост). Конечно, это было не единственным усовершенствованием. Например, изменился пульт, с которого космонавты управляют кораблем.

На основе "Союза" сделали грузовой корабль "Прогресс". Из "Союза" убрали амортизационные кресла (ложементы) и систему жизнеобеспечения космонавтов. Появилось дополнительное место для грузов. На грузовом корабле, который не возвращается на Землю, а сгорает в атмосфере, нет необходимости в тяжелой теплозащите спускаемого аппарата, и на этом экономится значительный вес. В результате "Прогресс" может доставить на станцию тонну топлива и больше тонны других грузов. "Прогресс" - полностью автоматический корабль, а управляют им с Земли (как - мы обязательно расскажем).
Корабль "Союз" может использоваться в разных вариантах. Конечно, его пилотирует экипаж. Когда "Союз" прилетает на орбитальную станцию, он становится "спасательной шлюпкой ", поскольку постоян - но готов принять космонавтов и в случае возникновения опасной ситуации возвратить их на Землю. Кроме того, такой спасательный корабль может быть направлен и без экипажа к станции или другому кораблю, терпящему бедствие в космосе. До станции космонавты летят в корабле, как правило, двое суток. Но если возникнет задача проведения каких-то исследований в одиночном космическом полете, "Союз" способен автономно (то есть исключительно на собственных ресурсах) находиться в космосе до месяца. При необходимости его можно использовать как беспилотный грузовой корабль, который доставит на космическую станцию тонну необходимых вещей и возвратит обратно четверть тонны полезного груза.

Нам с тобой, конечно, интереснее всего "Союз", на котором летают космонавты.
Вообрази себя инженером

Как ты уже знаешь, трехсоттонная (с топливом) ракета нужна, чтобы доставить на орбиту корабль "Союз", весящий семь тонн. (Как два слона!) Корпус корабля сделан из легкого сплава алюминия и магния (на уроках химии обрати, пожалуйста, внимание на эти элементы). А если бы пришлось использовать другие металлы, корабль был бы намного тяжелее.

Длина корабля семь метров, максимальный диаметр немного меньше трех метров. А когда в космосе он раскроет солнечные батареи, их размах превысит восемь метров. Солнечные батареи - это источник энергии для работы всех систем космического корабля. Они делаются из специальных элементов, которые могут преобразовывать солнечную лучистую энергию в электрическую. Солнечные батареи "Союза" внешне похожи на крылья (несведущие люди, когда видят солнечные батареи на фотографиях, часто принимают их за крылья, но сам подумай, зачем же в безвоздушном пространстве крылья, ведь самолеты "опираются" ими на воздух). Каждое "крыло" солнечной батареи состоит из четырех панелей. Их общая площадь - 10 квадратных метров. В исходном положении, на стартовой позиции, панели солнечной батареи уложены вокруг приборно- агрегатного отсека и закрыты головным обтекателем.
"Союз" состоит из трех частей, которые называются отсеками: бытовой, приборно-агрегатный и спускаемый аппарат. Они механически соединены между собой, так что спускаемый аппарат оказывается между бытовым и приборно-агрегатным отсеком. При завершении космического полета отсеки разделяются между собой. На Землю возвращается только спускаемый аппарат, а два остальных отсека сгорают в плотных слоях атмосферы.

Интересно, что китайские инженеры, которые делали свой космический корабль по конструкции "Союза", не отбрасывают бытовой отсек, а оставляют его на орбите, чтобы он еще послужил в качестве спутника.
Бытовой отсек "Союза" иногда называют обитаемый орбитальный отсек, потому что он используется для отдыха экипажа. Однако в нем можно проводить и научные эксперименты. При необходимости из бытового отсека можно даже выйти в скафандре (о нем ты уже читал) в открытый космос. В бытовом отсеке расположены некоторые приборы и агрегаты, в том числе и стыковочный. Там же космонавты укладывают свои спасательные скафандры. А еще в этом отсеке может быть доставлен груз на станцию весом 50 килограммов. Так что там не так уж много свободного места. А весит он больше тонны.

В бытовом отсеке есть люк, через который космонавты садятся в корабль на стартовой площадке на космодроме. Другой люк соединяет бытовой отсек со спускаемым аппаратом.

В спускаемом аппарате космонавты находятся с момента старта до стыковки с космической станцией и потом во время возвращения на Землю. Спускаемый аппарат представляет собой капсулу, по форме похожую на макушку воланчика, которым играют в бадминтон. Поскольку ему предстоит на обратном пути на большой скорости влетать в атмосферу, а значит, он раскалится до очень высокой температуры, снаружи его корпус покрыт теплоизоляцией, которая тоже состоит из трех частей: лобовой экран, боковая часть и теплозащита дна капсулы. Когда при спуске раскроется парашют, лобовой теплозащитный экран отстреливается. Под лобовым щитом расположены четыре двигателя мягкой посадки, которые немного смягчат встречу спускаемого аппарата с землей.

Через люк, соединяющий спускаемый аппарат с бытовым отсеком, приземлившиеся космонавты выберутся наружу. В спускаемом аппарате размещаются ложементы космонавтов (центральное кресло для командира, слева от него располагается бортинженер, справа - космонавт-исследователь или второй бортинженер), пульт, с которого они ведут управление кораблем, приборы и агрегаты космического корабля, носимый аварийный запас. В корпусе спускаемого аппарата находятся два герметичных контейнера: один для основного парашюта, другой для запасного.
Свободного места в спускаемом аппарате еще меньше, чем в бытовом отсеке. Представляешь, как сложно и неудобно космонавтам работать? Но космос диктует свои правила. Корабль не должен быть тяжелым, т. к. чем больше вес, тем мощнее требуется ракета, чтобы доставить его в космос.
Теперь настала очередь приборно-агрегатного отсека. Он весит около трех тонн, не герметичен, и космонавтам туда доступа нет. В отсеке находятся приборы системы управления движением космического корабля: различная аппаратура и двигатели, с помощью которых корабль может разворачиваться, менять орбиту, сближаться с другим кораблем или станцией, причаливать к ней. Этот отсек тоже сгорает, когда корабль возвращается на Землю.

Из космоса - на аэродром

А вот у американцев корабль выглядит иначе. Его называют Спейс шаттл (от англ. Space shuttle - космический челнок). Этот корабль похож на самолет (он и садится "по-самолетному") и может использоваться многократно, в отличие от нашего "Союза". Шаттл вмещает больше астронавтов (до 7 человек), чем наш корабль (до 3 человек). Но шаттл оказался не столь надежен, как "Союз". Два шаттла потерпели катастрофу: один на старте, другой при возвращении. Погибли оба экипажа. После этих трагедий американцы решили вывести из эксплуатации оставшиеся шаттлы. Сейчас они делают новый корабль.

Космолет садится автоматически
 


В 1977 году в Советском Союзе начали разработку многоразового орбитального космического корабля "Буран". Корабль должен был выводиться на орбиту мощной ракетой "Энергия". Буран, кроме 30 тонн груза, мог вывозить в космос экипаж из десяти человек. Садиться же ему предстояло, как и самолету, на посадочную полосу аэродрома.

"Буран" внешне был похож на американский "челнок", потому что законы природы одинаковы для любой страны, а условия полета того и другого крылатого корабля те же самые. Крыло сделали треугольной формы. Фюзеляж состоял из трех частей: носовой, средней и хвостовой. В носовой части располагались герметичная двухпалубная кабина для экипажа, места для пилотов, бортовая аппаратура, кухня и туалет. В средней части - грузовой отсек и руки-манипуляторы, с помощью которых в безвоздушном пространстве можно было выгрузить, например, спутник либо забрать его на Землю, если в нем возникли неполадки. В хвостовой части - двигатели, воздушные рули и киль.

В 1988 году "Буран" совершил свой единственный полет, но в беспилотном варианте, т. е. без экипажа. Правда, автоматическая посадка такого тяжелого корабля - высочайшее достижение отечественной науки и техники. Второй полет "Бурана" был намечен на 1991 год. Как раз тогда Советский Союз распался, а у России не было денег на столь дорогой проект. Программа "Буран" была закрыта.

История космических кораблей довольно молода, и впереди нас ожидает множество изобретений, которые позволят продвинуться вперед в деле освоения космоса, заглянуть в далекие уголки Галактики. Кто знает, может, и "Союз" вскоре изменится до неузнаваемости. Вполне возможно, скоро мы увидим чудо-корабли совсем как в фантастических романах или в фильмах про пришельцев.

www.viperson.ru

Фотографии

Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован