Строение спутника


Космические аппараты во всем своем многообразии — одновременно гордость и забота человечества. Их созданию предшествовала многовековая история развития науки и техники. Космическая эра, позволившая людям со стороны взглянуть на мир, в котором они живут, вознесла нас на новую ступень развития. Ракета в космосе сегодня – это не мечта, а предмет забот высококлассных специалистов, перед которыми стоят задачи по усовершенствованию существующих технологий. О том, какие виды космических аппаратов выделяют и чем они друг от друга отличаются, пойдет речь в статье.

Определение

Космические аппараты – обобщенное название для любых устройств, предназначенных для работы в условиях космоса. Есть несколько вариантов их классификации. В самом простом случае выделяют космические аппараты пилотируемые и автоматические. Первые, в свою очередь, подразделяются на космические корабли и станции. Различные по своим возможностям и назначению, они сходны во многом по строению и используемому оборудованию.

Особенности полета


Любой космический аппарат после старта проходит через три основных стадии: выведение на орбиту, собственно полет и посадка. Первый этап предполагает развитие аппаратом скорости, необходимой для выхода в космическое пространство. Для того чтобы попасть на орбиту, ее значение должно быть 7,9 км/с. Полное преодоление земного притяжения предполагает развитие второй космической скорости, равной 11,2 км/с. Именно так движется ракета в космосе, когда ее целью являются удаленные участки пространства Вселенной.

После освобождения от притяжения следует второй этап. В процессе орбитального полета движение космических аппаратов происходит по инерции, за счет приданного им ускорения. Наконец, стадия посадки предполагает снижение скорости корабля, спутника или станции практически до нуля.

Каждый космический аппарат оснащается оборудованием под стать тем задачам, которые он призван решить. Однако основное расхождение связано с так называемым целевым оборудованием, необходимым как раз для получения данных и различных научных исследований. В остальном оснащение у космических аппаратов схоже. В него входят следующие системы:

  • энергообеспечение — чаще всего снабжают космические аппараты необходимой энергией солнечные или радиоизотопные батареи, химические аккумуляторы, ядерные реакторы;
  • связь — осуществляется при использовании радиоволнового сигнала, при существенном удалении от Земли особенно важным становится точное наведение антенны;

  • жизнеобеспечение — система характерна для пилотируемых космических аппаратов, благодаря ей становится возможным пребывание людей на борту;
  • ориентация — как и любые другие корабли, космические оснащены оборудованием для постоянного определения собственного положения в пространстве;
  • движение — двигатели космических аппаратов позволяют вносить изменения в скорость полета, а также в его направление.

Классификация

Один из основных критериев для разделения космических аппаратов на типы – это режим работы, определяющий их возможности. По данному признаку выделяют аппараты:

  • размещающиеся на геоцентрической орбите, или искусственные спутники Земли;
  • те, целью которых является изучение удаленных участков космоса, – автоматические межпланетные станции;
  • используемые для доставки людей или необходимого груза на орбиту нашей планеты, называются они космическими кораблями, могут быть автоматическими или же пилотируемыми;
  • созданные для пребывания людей в космосе на протяжении длительного периода, – это орбитальные станции;
  • занимающиеся доставкой людей и грузов с орбиты на поверхность планеты, они называются спускаемыми;
  • способные исследовать планету, непосредственно располагаясь на ее поверхности, и передвигаться по ней, – это планетоходы.

Остановимся подробнее на некоторых типах.


Первыми аппаратами, запущенными в космос, были искусственные спутники Земли. Физика и ее законы делают выведение любого подобного устройства на орбиту непростой задачей. Любой аппарат должен преодолеть притяжение планеты и затем не упасть на нее. Для этого спутнику необходимо двигаться с первой космической скоростью или чуть быстрее. Над нашей планетой выделяют условную нижнюю границу возможного расположения ИСЗ (проходит на высоте 300 км). Более близкое размещение приведет к достаточно быстрому торможению аппарата в условиях атмосферы.

Первоначально только ракеты-носители могли доставлять на орбиту искусственные спутники Земли. Физика, однако, не стоит на месте, и сегодня разрабатываются новые способы. Так, один из часто используемых в последнее время методов – запуск с борта другого спутника. В планах применение и других вариантов.

Орбиты космических аппаратов, вращающихся вокруг Земли, могут пролегать на разной высоте. Естественно, от этого зависит и время, требуемое на один круг. Спутники, период обращения которых равен суткам, размещаются на так называемой геостационарной орбите. Она считается наиболее ценной, поскольку аппараты, находящиеся на ней, для земного наблюдателя кажутся неподвижными, а значит, отсутствует необходимость создания механизмов поворота антенн.

Огромное число сведений о различных объектах Солнечной системы ученые получают при помощи космических аппаратов, направляемых за пределы геоцентрической орбиты. Объекты АМС – это и планеты, и астероиды, и кометы, и даже галактики, доступные для наблюдения. Задачи, которые ставятся перед такими аппаратами, требуют огромных знаний и сил от инженеров и исследователей. Миссии АМС представляют собой воплощение технического прогресса и являются одновременно его стимулом.

Пилотируемый космический корабль


Аппараты, созданные для доставки людей к назначенной цели и возвращения их обратно, в технологическом плане ничуть не уступают описанным видам. Именно к этому типу относится «Восток-1», на котором совершил свой полет Юрий Гагарин.

Самая сложная задача для создателей пилотируемого космического корабля – обеспечение безопасности экипажа во время возвращения на Землю. Также значимой частью таких аппаратов является система аварийного спасения, в которой может возникнуть необходимость во время выведения корабля в космос при помощи ракеты-носителя.

Космические аппараты, как и вся космонавтика, непрестанно совершенствуются. В последнее время в СМИ можно было часто видеть сообщения о деятельности зонда «Розетта» и спускаемого аппарата «Филы». Они воплощают все последние достижения в области космического кораблестроения, расчета движения аппарата и так далее. Посадка зонда «Филы» на комету считается событием, сравнимым с полетом Гагарина. Самое интересное, что это не венец возможностей человечества. Нас еще ожидают новые открытия и достижения в плане как освоения космического пространства, так и строения летательных аппаратов.


Источник: FB.ru

ИСКУ́ССТВЕННЫЙ СПУ́ТНИК ЗЕМЛИ́ (ИСЗ), кос­мич. ап­па­рат, вы­ве­ден­ный на ор­би­ту во­круг Зем­ли и со­вер­шив­ший не ме­нее од­но­го обо­ро­та. За­пуск пер­во­го ИСЗ осу­ще­ст­в­лён 4.10.1957 в СССР; 1.2.1958 на ор­би­ту вы­ве­ден пер­вый амер. ИСЗ «Экс­пло­рер-1», позд­нее са­мо­стоя­тель­ные за­пус­ки ИСЗ про­из­ве­ли др. стра­ны: 26.11.1965 – Фран­ция (спут­ник «А-1»), 11.2.1970 – Япо­ния («Осу­ми»), 24.4.1970 – КНР («Чай­на-1»), 28.10.1971 – Ве­ли­ко­бри­та­ния («Про­спе­ро»), 18.7.1980 – Ин­дия («Ро­хи­ни»).

ИСЗ вы­во­дят­ся на ор­би­ты с по­мо­щью ра­кет-но­си­те­лей (РН). Путь от стар­та до не­ко­то­рой рас­чёт­ной точ­ки в про­стран­ст­ве, ко­то­рый РН пре­одо­ле­ва­ет бла­го­да­ря тя­ге, раз­ви­вае­мой ра­кет­ны­ми дви­га­те­ля­ми, на­зы­ва­ет­ся тра­ек­то­ри­ей вы­ве­де­ния ИСЗ на ор­би­ту или ак­тив­ным уча­ст­ком дви­же­ния РН и со­став­ля­ет обыч­но от не­сколь­ких со­тен до де­сят­ков ты­сяч км. По­сле дос­ти­же­ния РН в кон­це ак­тив­но­го уча­ст­ка рас­чёт­ной ско­ро­сти (по зна­че­нию и на­прав­ле­нию) ра­бо­та ра­кет­ных дви­га­те­лей (РД) пре­кра­ща­ет­ся (т. н. точ­ка вы­ве­де­ния ИСЗ на ор­би­ту).


З авто­ма­ти­че­ски от­де­ля­ет­ся от по­след­ней сту­пе­ни РН и на­чи­на­ет дви­же­ние по некото­рой ор­би­те от­но­си­тель­но Зем­ли, ста­но­вясь ис­кусств. не­бес­ным те­лом. Его дви­же­ние оп­ре­де­ля­ет­ся пас­сив­ны­ми (при­тя­же­ние Зем­ли, а так­же Лу­ны, Солн­ца и др. пла­нет, со­про­тив­ле­ние зем­ной ат­мо­сфе­ры и др.) и ак­тив­ны­ми (управ­ляю­щи­ми) си­ла­ми, ес­ли на бор­ту ИСЗ ус­та­нов­ле­ны РД. Вид на­чаль­ной ор­би­ты ИСЗ от­но­си­тель­но Зем­ли за­ви­сит це­ли­ком от его по­ло­же­ния, зна­че­ния и на­прав­ле­ния век­то­ра ско­ро­сти в мо­мент вы­хо­да ИСЗ на ор­би­ту и рас­счи­ты­ва­ет­ся с по­мо­щью ме­то­дов не­бес­ной ме­ха­ни­ки.

В пер­вом при­бли­же­нии ор­би­та ИСЗ пред­став­ля­ет со­бой эл­липс с од­ним из фо­ку­сов в цен­тре Зем­ли (в ча­ст­ном слу­чае – ок­руж­ность), со­хра­няю­щий не­измен­ную ори­ен­та­цию в про­стран­ст­ве. Су­ще­ст­ву­ет неск. клас­сич. ор­бит, на ко­то­рых функ­цио­ни­ру­ют спут­ни­ки: по­ляр­ные или при­по­ляр­ные (дви­же­ние спут­ни­ка про­ис­хо­дит в плос­ко­стях, про­хо­дя­щих по на­прав­ле­ни­ям се­вер­ный – юж­ный по­лю­сы Зем­ли); вы­со­ко­эл­лип­ти­че­ские (дви­же­ние спут­ни­ка про­ис­хо­дит по эл­лип­су, в од­ном из фо­ку­сов ко­то­ро­го рас­по­ло­жен центр Зем­ли; напр., ор­би­ты ИСЗ се­рии «Мол­ния» с вы­со­той пе­ри­гея 300–600 км, апо­гея – 42000 км); гео­ста­цио­нар­ная, про­хо­дя­щая в плос­ко­сти эк­ва­то­ра, вы­со­той 35800 км от по­верх­но­сти Зем­ли (спут­ник на этой ор­би­те «ви­сит» не­под­виж­но над од­ной точ­кой эк­ва­то­ра; см. Ста­цио­нар­ный ис­кус­ст­вен­ный спут­ник Зем­ли); на­клон­ные кру­го­вые (напр., ор­би­ты на­ви­га­ци­он­ных спут­ни­ков вы­со­той 20000 км от по­верх­но­сти Зем­ли и на­кло­ном к плос­ко­сти эк­ва­то­ра 65°).


Ор­би­та, на ко­то­рую вы­во­дит­ся ИСЗ ра­ке­той-но­си­те­лем, ино­гда бы­ва­ет лишь про­ме­жу­точ­ной. В этом слу­чае на бор­ту ИСЗ име­ют­ся РД, ко­то­рые вклю­ча­ют­ся в оп­ре­де­лён­ные мо­мен­ты на ко­рот­кое вре­мя по ко­ман­де с Зем­ли, со­об­щая ИСЗ до­пол­нит. ско­рость. В ре­зуль­та­те ИСЗ пе­ре­хо­дит на дру­гую ор­би­ту. Меж­пла­нет­ные кос­мич. ап­па­ра­ты вы­во­дят­ся обыч­но сна­ча­ла на ор­би­ту спут­ни­ка Зем­ли, а за­тем пе­ре­во­дят­ся не­по­сред­ст­вен­но на тра­ек­то­рию по­лё­та к пла­не­там.

Кон­троль дви­же­ния ИСЗ осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём на­блю­де­ния со спец. на­зем­ных стан­ций. С кон. 20 в. от­ра­ба­ты­ва­ют­ся ал­го­рит­мы и при­бо­ры, по­зво­ляю­щие с нуж­ной точ­но­стью оп­ре­де­лять па­ра­мет­ры ор­би­ты по дан­ным с кос­мич. на­ви­гац. сис­тем ГЛОНАСС (РФ) и GPS (США) (см. Спут­ни­ко­вая сис­те­ма по­зи­цио­ни­ро­ва­ния). По ре­зуль­та­там та­ких на­блю­де­ний уточ­ня­ют­ся эле­мен­ты ор­бит спут­ни­ков и вы­чис­ля­ют­ся эфе­ме­ри­ды для пред­стоя­щих на­блю­де­ний, в т. ч. для ре­ше­ния разл. на­уч­но-при­клад­ных за­дач.


ИСЗ со­сто­ит из двух ти­пов обо­ру­дова­ния: т. н. по­лез­ной на­груз­ки, вклю­чаю­щей ап­па­ра­ту­ру, разл. на­уч. при­бо­ры и др., ко­то­рые пред­на­зна­че­ны для ре­ше­ния це­ле­вых за­дач спут­ни­ка; т. н. плат­фор­мы, обес­пе­чи­ваю­щие нор­маль­ное функ­цио­ни­ро­ва­ние ИСЗ на ор­би­те. В со­став плат­фор­мы вхо­дят: сис­те­ма энер­го­снаб­же­ния, со­стоя­щая из ис­точ­ни­ка энер­гии (как пра­ви­ло, сол­неч­ных ба­та­рей, хи­мич. ис­точ­ни­ков то­ка, од­на­ко мо­гут ис­поль­зо­вать­ся и изо­топ­ные ге­не­ра­то­ры, и ядер­ные энер­ге­тич. ус­та­нов­ки), ста­би­ли­за­то­ров на­пря­же­ния и др.; бор­то­вой ком­плекс управ­ле­ния, обес­пе­чи­ваю­щий управ­ле­ние слу­жеб­ны­ми сис­те­ма­ми и по­лез­ной на­груз­кой, а так­же кон­троль их тех­нич. со­стоя­ния; сис­те­ма ори­ен­та­ции, ста­би­ли­за­ции и управ­ле­ния дви­же­ни­ем, пред­на­зна­чен­ная для обес­пе­че­ния ори­ен­та­ции спут­ни­ка в про­стран­ст­ве (в со­став ко­то­рой мо­гут вхо­дить звёзд­ные и сол­неч­ные дат­чи­ки, дат­чи­ки ИК-из­лу­че­ния Зем­ли, ги­ро­ско­пы, ма­хо­ви­ки, элек­тро­маг­нит­ные уст­рой­ст­ва и др.); сис­те­ма тер­мо­ре­гу­ли­ро­ва­ния, обес­пе­чи­ваю­щая те­п­ло­вой ре­жим бор­то­вой ап­па­ра­ту­ры (вклю­чаю­щая разл. тер­мо­ре­гу­ли­рую­щие по­кры­тия, те­п­ло­вые тру­бы, жид­ко­ст­ные под­сис­те­мы и др.); дви­га­тель­ные ус­та­нов­ки, обес­пе­чи­ваю­щие кор­рек­цию дви­же­ния спут­ни­ка и его ори­ен­та­цию, а так­же кор­рек­цию вы­со­ты ор­би­ты; кон­ст­рук­ция спут­ни­ка (кор­пус, разл. фа­сон­ные опо­ры и пе­ре­кла­ди­ны для плос­ко­стей ан­тенн и др.), обес­пе­чи­ваю­щая раз­ме­ще­ние всей ап­па­ра­ту­ры.


Пе­ре­да­ча на­уч. и др. ин­фор­ма­ции с ИСЗ на Зем­лю про­из­во­дит­ся с по­мо­щью ра­дио­те­ле­мет­рич. сис­тем (как пра­ви­ло, имею­щих за­по­ми­наю­щие бор­то­вые уст­рой­ст­ва для ре­ги­ст­ра­ции ин­фор­ма­ции в пе­рио­ды по­лё­та ИСЗ вне зон ра­дио­ви­ди­мо­сти на­зем­ных стан­ций). Не­ко­то­рые ИСЗ име­ют спус­кае­мые ап­па­ра­ты для воз­вра­ще­ния на Зем­лю отд. при­бо­ров, фо­то­плё­нок, под­опыт­ных жи­вот­ных и др.

В за­ви­си­мо­сти от за­дач, ко­то­рые ре­ша­ют­ся с по­мо­щью ИСЗ, их под­раз­де­ля­ют на на­уч­но-ис­сле­до­ва­тель­ские и при­клад­ные (на не­ко­то­рых ИСЗ ус­та­нав­ли­ва­ет­ся ап­па­ра­ту­ра, по­зво­ляю­щая ре­шать и н.-и., и при­клад­ные за­да­чи); кро­ме то­го, осо­бо вы­де­ля­ют ор­би­таль­ные кос­ми­че­ские ко­раб­ли и оби­тае­мые ор­би­таль­ные стан­ции.

На­уч­но-ис­сле­до­ва­тель­ские ИСЗ. Ап­па­ра­ту­ра, ус­та­нав­ли­вае­мая на бор­ту ИСЗ, а так­же на­блю­де­ния ИСЗ с на­зем­ных стан­ций по­зво­ля­ют про­из­во­дить раз­но­об­раз­ные гео­фи­зич., ас­тро­но­мич., гео­де­зич., био­ло­гич. и др. ис­сле­до­ва­ния. Ор­би­ты та­ких ИСЗ раз­но­об­раз­ны – от поч­ти кру­го­вых на выс. 200–300 км до вы­тя­ну­тых эл­лип­ти­че­ских с вы­со­той в апо­гее до 500 тыс. км.


С по­мо­щью на­уч. при­бо­ров, ус­та­нов­лен­ных на ИСЗ, изу­ча­ют­ся ней­траль­ный и ион­ный со­став верх­ней ат­мо­сфе­ры, кон­цен­тра­ция час­тиц и их темп-ра, а так­же из­ме­не­ния дан­ных па­ра­мет­ров. ИСЗ по­зво­ли­ли ис­сле­до­вать струк­ту­ру маг­ни­то­сфе­ры Зем­ли и ха­рак­тер её об­те­ка­ния сол­неч­ным вет­ром, а так­же ха­рак­те­ри­сти­ки са­мо­го сол­неч­но­го вет­ра (плот­ность по­то­ка и энер­гию час­тиц, ве­ли­чи­ну и ха­рак­тер «вмо­ро­жен­но­го» маг­нит­но­го по­ля) и др. не­дос­туп­ные для на­зем­ных на­блю­де­ний из­лу­че­ния Солн­ца – УФ и рент­ге­нов­ское. Цен­ные для на­уч. ис­сле­до­ва­ний дан­ные дос­тав­ля­ют так­же и не­ко­то­рые при­клад­ные ИСЗ. Так, ре­зуль­та­ты на­блю­де­ний, вы­пол­няе­мых на ме­тео­ро­ло­гич. ИСЗ, ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся для разл. гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ний.

Ре­зуль­та­ты на­блю­де­ний ИСЗ да­ют воз­мож­ность с вы­со­кой точ­но­стью оп­реде­лять воз­му­ще­ния ор­бит ИСЗ, из­ме­не­ния плот­но­сти верх­ней ат­мо­сфе­ры (в свя­зи с разл. про­яв­ле­ни­ем сол­неч­ной ак­тив­но­сти), за­ко­ны цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры, струк­ту­ру гра­ви­та­ци­он­но­го по­ля Зем­ли и др. Спе­ци­аль­но ор­га­ни­зуе­мые по­зи­ци­он­ные и даль­но­мер­ные син­хрон­ные на­блю­де­ния спут­ни­ков (од­но­вре­мен­но с не­сколь­ких стан­ций) ме­то­да­ми спут­ни­ко­вой гео­де­зии по­зво­ля­ют осу­ще­ст­в­лять гео­де­зич. при­вяз­ку пунк­тов, уда­лён­ных на ты­ся­чи км друг от дру­га, изу­чать дви­же­ние ма­те­ри­ков и т. п. Наи­бо­лее пер­спек­тив­ны­ми н.-и. ИСЗ яв­ля­ют­ся кос­мич. об­сер­ва­то­рии, изу­чаю­щие объ­ек­ты Все­лен­ной, при­ро­ду и ис­точ­ни­ки кос­мич. ве­ще­ст­ва, звёзд, га­лак­тик и т. д.

При­клад­ные ИСЗ. К ним от­но­сят­ся спут­ни­ки, за­пу­скае­мые для ре­ше­ния тех или иных тех­нич., хо­зяй­ст­вен­ных, во­ен. за­дач, напр. ИСЗ связ­ные, ме­тео­ро­ло­гич., на­ви­га­ци­он­ные, ИСЗ для ис­сле­до­ва­ния зем­ных ре­сур­сов, спут­ни­ки тех­нич. на­зна­че­ния (для ис­сле­до­ва­ния воз­дей­ст­вия кос­мич. ус­ло­вий на ма­те­риа­лы, для ис­пы­та­ний и от­ра­бот­ки бор­то­вых сис­тем).

Связ­ные ИСЗ (спут­ни­ки свя­зи) слу­жат для обес­пе­че­ния ТВ-пе­ре­дач, ра­дио­те­ле­фон­ной, те­ле­граф­ной и др. ви­дов свя­зи, ме­ж­ду на­зем­ны­ми стан­ция­ми, рас­по­ло­жен­ны­ми друг от дру­га на рас­стоя­ни­ях до 10–15 тыс. км. Бор­то­вая ра­дио­ап­па­ра­ту­ра та­ких ИСЗ при­ни­ма­ет сиг­на­лы на­зем­ных ра­дио­стан­ций, уси­ли­ва­ет их и ретранс­ли­ру­ет на дру­гие на­зем­ные ра­дио­стан­ции. В нач. 21 в. ши­ро­кое при­ме­не­ние на­хо­дят ИСЗ, обес­пе­чи­ваю­щие пре­дос­тав­ле­ние ин­фор­мац. ус­луг (в т. ч. ус­луг Ин­тер­не­та, циф­ро­вое те­ле­ра­дио­ве­ща­ние) ог­ром­ной се­ти про­стых при­ё­мо-пе­ре­даю­щих уст­ройств ин­ди­ви­ду­аль­ных по­тре­би­те­лей.

Ме­тео­ро­ло­ги­че­ские ис­кус­ст­вен­ные спут­ни­ки Зем­ли пред­на­зна­че­ны для ре­гу­ляр­ной пе­ре­да­чи на на­зем­ные стан­ции ТВ-изо­бра­же­ний об­лач­но­го, сне­го­во­го и ле­до­во­го по­кро­вов Зем­ли, све­де­ний о те­п­ло­вом из­лу­че­нии зем­ной по­верх­но­сти и об­ла­ков и т. п. ИСЗ это­го ти­па за­пус­ка­ют­ся на ор­би­ты, близ­кие к кру­го­вым, с вы­со­той от 500–600 км до 1200–1500 км. Про­во­дят­ся экс­пе­ри­мен­ты по про­ве­де­нию гло­баль­ных ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний с вы­сот, дос­ти­гаю­щих 40 тыс. км.

На­ви­га­ци­он­ные ИСЗ (напр., сис­те­мы ГЛОНАСС), функ­цио­ни­ро­ва­ние ко­то­рых под­дер­жи­ва­ет­ся спец. на­зем­ной сис­те­мой обес­пе­че­ния, слу­жат для на­ви­га­ции са­мо­лё­тов, ко­раб­лей, ав­то­транс­пор­та, ту­ри­стов, гео­ло­гов, кон­тро­ля ме­сто­по­ло­же­ния пе­ре­во­зи­мых гру­зов и др. По­тре­би­тель, при­ни­мая ра­дио­сиг­на­лы и оп­ре­де­ляя своё по­ло­же­ние от­но­си­тель­но ИСЗ (ко­ор­ди­на­ты ко­то­ро­го на ор­би­те в ка­ж­дый мо­мент из­вест­ны с вы­со­кой точ­но­стью), ус­та­нав­ли­ва­ет своё ме­сто­по­ло­же­ние.

Ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся спут­ни­ки для ис­сле­до­ва­ния при­род­ных ре­сур­сов Зем­ли (дис­тан­ци­он­но­го зон­ди­ро­ва­ния Зем­ли). На­ря­ду с ме­тео­ро­ло­гич., океа­но­гра­фич. и гид­ро­ло­гич. на­блю­де­ния­ми та­кие ИСЗ по­зво­ля­ют по­лу­чать опе­ра­тив­ную ин­фор­ма­цию, не­об­хо­ди­мую для гео­ло­гии, с. х-ва, рыб­но­го про­мыс­ла, лес­но­го хо­зяй­ст­ва, кон­тро­ля за­гряз­не­ний при­род­ной сре­ды, зем­ле­поль­зо­ва­ния и зем­ле­уст­рой­ст­ва, кон­тро­ля про­ти­во­прав­ных дей­ст­вий и др.

Источник: bigenc.ru

Подготовкой и запуском спутника руководил С.П.Королев. 1440 полных оборотов спутник совершил за 92 дня, после чего сгорел, войдя в плотные слои атмосферы. Радиопередатчики после старта работали две недели.

Первому спутнику дали название «ПС-1». Когда рождался проект космического первенца, среди инженеров и конструкторов-разработчиков шли споры: каким ему быть по форме? Выслушав доводы всех сторон, Сергей Павлович категорически заявил: «Шар и только шар!» — и, не дожидаясь вопросов, объяснил свой замысел: «Шар, его форма, условия его обитания с точки зрения аэродинамики досконально изучены.

Известны его плюсы и минусы. И это имеет немаловажное значение.

Поймите — ПЕРВЫЙ! Когда человечество увидит искусственный спутник, он должен вызвать у него добрые чувства. Что может быть выразительнее шара? Он близок к форме естественных небесных тел нашей Солнечной системы. Люди воспримут спутник как некий образ, как символ космической эры!

На борту его считаю нужным установить такие передатчики, чтобы их позывные могли принимать радиолюбители на всех континентах. Орбитальный полёт спутника так рассчитать, чтобы, используя простейшие оптические приборы, каждый с Земли мог видеть полёт советского спутника».

Утром 3 октября 1957 года у монтажно-испытательного корпуса собрались учёные, конструкторы, члены Государственной комиссии — все, кто был связан со стартом. Ждали вывоза двухступенчатой ракетно-космической системы «Спутник» на стартовую площадку.

Открылись металлические ворота. Мотовоз как бы вытолкнул размещённую на специальной платформе ракету. Сергей Павлович, устанавливая новую традицию, снял шляпу. Его примеру высокой уважительности к труду, создавшему это чудо техники, последовали и другие.

Королёв сделал несколько шагов за ракетой, остановился и по старому русскому обычаю произнёс: «Ну, с Богом!».

До начала космической эры оставались считанные часы. Что ожидало Королёва и его соратников? Будет ли 4 октября тем победным днём, о котором мечтал он многие годы? Небо, в ту ночь усеянное звёздами, казалось, стало ближе к Земле. И все, кто присутствовал на стартовой площадке, невольно смотрели на Королёва. О чём думал он, глядя в тёмное небо, мерцающее мириадами близких и далёких звёзд? Может быть, ему вспоминались слова Константина Эдуардовича Циолковского: «Первый великий шаг человечества состоит в том, чтобы вылететь за атмосферу и сделаться спутником Земли»?

Последнее перед стартом заседание Государственной комиссии. До начала эксперимента оставался час с небольшим. Слово предоставили С.П. Королёву, все ждали подробного доклада, но главный конструктор был краток: «Ракета-носитель и спутник прошли стартовые испытания. Предлагаю осуществить запуск ракетно-космического комплекса в назначенное время, сегодня в 22 часа 28 минут».

И вот долгожданный пуск!

«ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ, СОВЕТСКИЙ

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, ЗАПУЩЕННЫЙ НА ОРБИТУ.»

Запуск был осуществлён с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР «Тюра-Там» на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Р7».

Источник: fishki.net

Параметры полёта первого спутника Земли

Старт ракеты-носителя 4 октября 1957 г.
в 19:28:34 по Гринвичу
Окончание полёта спутника 4 января 1958 г.
Масса аппарата 83,6 кг
Размеры 58 сантиметров. наибольший диаметр
Период обращения 96,7 минут.
Перигей 228 км. от ближашей точки орбиты
до поверхности Земли
Апогей 947 км. от самой удалённой точки
орбиты до поверхности Земли
Количество витков 1440

Как потом стало ясно из расшифровки телеметрии, от неудачи нас отделяли буквально считанные доли секунды.
На 16 секунде полёт произошёл сбой в системе подачи топлива, что привело к повышенному расходу керосина. Поэтому главный двигатель проработал на одну секунду меньше расчётного времени. Этой секунды могло не хватить для разгона спутника до первой космической скорости и он бы упал на Землю.
Секунда на завершающем шаге рзгона очень важна. Из-за этой секунды спутник был выведен на орбиту, которая была на целых 90 километров ниже расчётной высоты!

Как бы то ни было, первый спутник Земли был успешно выведен на орбиту.
Через 90 дней полёта, 4-го января 1958 года первый спутник Земли вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел. На выставках показывались уже только его копии.

Кстати, надо всё-же сказать, что сам первый спутник был не виден с Земли. Та яркая точка, которую наблюдал весь мир — это гораздо большая по размерам разгонная ступень от ракеты-носителя. Эта ступень некоторое время летела рядом со спутником и служила дополнительным ориентиром для наблюдения с Земли за траекторией собственно самого спутника.
Но, эта ступень тоже являлась искусственным спутником Земли — она летела наравне с ПС-1! Так что всё было по-честному 🙂

Источник: kosmoved.ru

60 самых известных непилотируемых космических аппаратов – межпланетных зондов, посадочных станций и роверов

 

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Наша цель: школьникам – показать, что получение знаний может стать простым и увлекательным занятием, научить отличать достоверную информацию от мифов и домыслов, рассказать, что мы живём в очень интересное время в очень интересном мире; родителям – помочь в выборе тем для совместного обсуждения с детьми и планирования семейных культурных мероприятий; учителям – предложить яркий наглядный материал, насыщенный интересной и достоверной информацией, для оживления уроков и внеурочной деятельности.

Мы выбираем важную тему, ищем специалиста, который может её раскрыть и подготовить материал, адаптируем его текст для школьной аудитории, компонуем это всё в формате стенгазеты, печатаем тираж и отвозим в ряд организаций Петербурга (районные отделы образования, библиотеки, больницы, детские дома, и т. д.) для бесплатного распространения. Наш ресурс в интернете – сайт стенгазет к-я.рф, где наши стенгазеты представлены в двух видах: для самостоятельной распечатки на плоттере в натуральную величину и для комфортного чтения на экранах планшетов и телефонов. Есть также группа Вконтакте и ветка на сайте питерских родителей Литтлван, где мы обсуждаем выход новых газет. Отзывы и пожелания направляйте, пожалуйста, по адресу: [email protected].
 
 
 

Введение

4 октября 2017 года исполняется 60 лет со дня запуска первого искусственного спутника Земли. Простейший Спутник-1, или ПС-1, стал первым рукотворным объектом, выведенным на орбиту вокруг нашей планеты. За ним последовали и другие космические аппараты. Здесь представлены 60 межпланетных зондов, посадочных станций и роверов, которые внесли самый значительный вклад в исследования Солнечной системы и дальнего космоса. Каждый из этих беспилотных аппаратов-роботов открыл новую страницу в науке и может по праву считаться наследником Спутника.

На орбите Земли

1. Спутник-1 (СССР, 04.10.1957). 4 октября 1957 года с космодрома Байконур был запущен первый искусственный спутник Земли. Корпус спутника состоял из двух полусфер диаметром 58 см, внутри находился радиопередатчик, аккумуляторы и несколько датчиков. Радиосигналы, передаваемые спутником, принимались по всему земному шару. Спутник летал 92 дня, совершив 1440 оборотов вокруг Земли. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел. Дата запуска «Спутника-1» является началом космической эры человечества. Илл. i.huffpost.com.

2. Спутник-2 (СССР, 03.11.1957). На борту «Спутника-2» находилась собака Лайка, которая стала первым живым существом, запущенным в космос. Илл. vikka13-7 с изм.

3. Эксплорер-1 (США, 31.01.1958). Первый искусственный спутник Земли, запущенный в США. С помощью установленного на космическом аппарате счётчика Гейгера были открыты радиационные пояса вокруг Земли, впоследствии названные поясами Ван Аллена. Илл. NASA.

4. Спутник-5 (СССР, 19.08.1960). На борту космического аппарата находились собаки Белка и Стрелка, а также 40 мышей и 2 крысы. Они стали первыми живыми существами, побывавшими в космосе и вернувшимися на Землю. Илл. из fb.ru.

5. Хаббл (США, 24.04.1990). Космический телескоп, работающий на орбите высотой 500 км с 1990 года и сделавший ряд важных открытий. С момента запуска телескоп сделал более миллиона фотографий небесных объектов и передал около 50 терабайт информации. К «Хабблу» летали четыре экспедиции на космических кораблях «Спейс Шаттл», проводя ремонт, обслуживание и переоснащение телескопа. Илл. NASA/ESA.

6. Кеплер (США, 07.03.2009). Первый космический телескоп, созданный для поиска планет около других звёзд (экзопланет) транзитным методом. Проработав на орбите с 2009 по 2013 год, «Кеплер» обнаружил более 3500 кандидатов в экзопланеты, некоторые из которых по размерам сопоставимы с Землёй. Илл. İzlesene.com.

Исследование Луны

7. Луна-1 («Мечта») (СССР, 02.01.1959). Первая автоматическая межпланетная станция, достигшая второй космической скорости и ставшая искусственным спутником Солнца. Илл. RIAN_archive / Alexander Mokletsov.

8. Луна-2 (СССР, 12.09.1959). Первая в мире станция, которая достигла поверхности Луны. «Луна-2» несла на борту вымпелы с изображением герба СССР. Илл. agenciasinc.es.

9. Луна-3 (СССР, 04.10.1959). Советская межпланетная станция, впервые сфотографировавшая обратную, не видимую с Земли, сторону Луны. Илл. polymus.ru / Thngs.

10. Рейнджер-7 (США, 28.07.1964). Первый успешный аппарат серии «Рейнджер», передавший снимки лунной поверхности с близкого расстояния. Илл. NASA.

11. Луна-9 (СССР, 31.01.1966). Первый космический аппарат в истории освоения космоса, который совершил мягкую посадку на поверхность Луны и передал на Землю панорамы лунной поверхности. Илл. NASA.

12. Луна-10 (СССР, 31.03.1966). Впервые в мире межпланетная станция вышла на орбиту вокруг Луны и получила данные о её химическом составе. Илл. Pline.

13. Сервейер-1 (США, 30.05.1966). Первый американский спускаемый аппарат, совершивший мягкую посадку на Луну. Сервейер-1 передал на Землю более 11 тысяч фотоснимков лунной поверхности. Илл. NASA.

14. Сервейер-3 (США, 17.04.1967). Второй благополучно прилунившийся американский аппарат. Впервые имел на борту устройство для сбора и анализа грунта. 3 ноября 1969 года рядом с «Сервейер-3» приземлился лунный модуль корабля Аполлон-12. Астронавты Конрад и Бин достигли аппарата и сняли с него около 10 кг деталей, включая телекамеру. Эти предметы были возвращены на Землю для исследований. Илл. NASA.

15. Зонд-5 (СССР, 15.09.1968). Первый космический аппарат, облетевший вокруг Луны и вернувшийся на Землю. На борту находились черепахи, дрозофилы, бактерии и другие живые существа, а также семена. Илл. А. Г. Шлядинского.

16. Луна-16 (СССР, 12.09.1970). Первая межпланетная станция, доставившая на Землю образцы лунного грунта массой 101 грамм. Илл. Bembmv.

17. Луна-17 и Луноход-1 (СССР, 15.11.1970). Станция «Луна-17» доставила на лунную поверхность самоходный аппарат «Луноход-1». Луноход проработал на Луне одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев) и проехал 10540 м. Илл. NASA.

18. Луна-21 и Луноход-2 (СССР, 08.01.1973). Луноход-2, надёжнее и совершеннее своего предшественника, был доставлен на Луну станцией «Луна-21». За четыре месяца работы прошёл 42 километра, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки, но его дальнейшей работе помешал перегрев аппаратуры внутри корпуса. Илл. Hayk.

19. Луна-24 (СССР, 09.08.1976). Последняя советская станция, исследовавшая Луну. Доставила на Землю 170 граммов лунного грунта, исследовав который учёные получили убедительное доказательство наличия на Луне воды. Илл. Svobodat.

Исследование Венеры

20. Маринер-2 (США, 27.08.1962). Первая автоматическая межпланетная станция, исследовавшая Венеру с пролётной траектории. На основе полученных станцией данных была подтверждена теория об экстремально горячей атмосфере планеты. Илл. NASA.

21. Венера-3 (СССР, 16.11.1965). Стала первым земным аппаратом, достигшим поверхности другой планеты. Станция «Венера-3» состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата. Получить данные о Венере не удалось, так как вышла из строя система управления, но было изучено межпланетное пространство. Илл. interris.it.

22. Венера-4 (СССР, 12.06.1967). Станция впервые доставила спускаемый аппарат в атмосферу Венеры, который передал данные о плотности, давления и химическом составе, пока не разрушился из-за высокого давления. Илл. laspace.ru.

23. Венера-7 (СССР, 17.08.1970). Мягкую посадку на поверхность Венеры впервые удалось осуществить спускаемому аппарату «Венеры-7». Информация от него поступала в течение 53 минут, в том числе — 20 минут с поверхности. По результатам измерений, проведённых на спускаемом аппарате станции «Венера-7», были рассчитаны значения давления (в 90 ±15 раз выше, чем на Земле) и температуры на поверхности Венеры (475 ±20 °C). Илл. behance.net.

24. Венера-9 (СССР, 08.06.1975). Станция «Венера-9» стала первой на орбите вокруг Венеры. Её спускаемый аппарат после мягкой посадки впервые передал панораму венерианской поверхности и провёл исследования поверхностных пород. Илл. историк.рф.

25. Венера-13 (СССР, 30.10.1981). Посадочный аппарат станции после мягкой посадки на поверхность Венеры передал панорамное изображение окружающего венерианского пейзажа и провёл исследование грунта с помощью спектрометра. Илл. latest.raycassel.com.

26. Пионер-Венера-1 (США, 20.05.1978). Аппарат провёл радиолокационное картографирование Венеры, а также обнаружил частые грозовые разряды в атмосфере планеты. Илл. NASA.

27. Магеллан (США, 04.05.1989). Аппарат впервые осуществил подробное и полномасштабное радиолокационное картографирование Венеры и исследовал её гравитационное поле. Илл. NASA.

Исследование Марса

28. Маринер-4 (США, 28.11.1964). Первый космический аппарат, сфотографировавший Марс с близкого расстояния. Илл. NASA.

29. Марс-3 (СССР, 28.05.1971). Спускаемый аппарат станции «Марс-3» совершил первую мягкую посадку на Марс. Передача данных началась через 1,5 минуты после посадки, но прекратилась через 14,5 секунд. Илл. NASA.

30. Маринер-9 (США, 30.05.1971). Аппарат «Маринер-9» стал первым искусственным спутником Марса. Он передал больше 7 тысяч снимков. Данные, полученные «Маринером-9» стали основой для планирования будущих полётов автоматических станций к Красной планете. Илл. NASA.

31. Марс-6 (СССР, 05.08.1973). Посадочный аппарат станции «Марс-6» провёл первые прямые измерения состава атмосферы, давления и температуры планеты во время снижения на парашюте. Илл. zelenyikot.livejournal.com.

32. Викинг-1 (США, 20.08.1975). Посадочный модуль станции «Викинг-1» стал первым аппаратом, совершившим успешную посадку на поверхность Марса и полностью выполнившим программу исследований. Илл. NASA.

33. Mars Pathfinder (США, 04.12.1996). Автоматическая станция «Mars Pathfinder» доставила первый работоспособный марсоход, «Соджорнер». Всего было передано 16,5 тысяч снимков камеры марсианской станции и 550 снимков камер марсохода, проведено 15 анализов пород. Илл. NASA.

34. Марсоход «Спирит» (США, 10.09.2003). «Спирит» – первый марсоход космического агентства НАСА, запущенный США в рамках проекта Mars Exploration Rover. «Спирит» проехал 7,73 км вместо запланированных 600 м, что позволило сделать более обширные анализы геологических пород Марса. Илл. NASA.

35. Марсоход «Оппортьюнити» (США, 08.07.2003). «Оппортьюнити» – второй марсоход космического агентства НАСА, запущенный США в рамках проекта Mars Exploration Rover. По состоянию на август 2017 года марсоход проехал 45 км и продолжает свою работу. Илл. NASA.

36. Феникс (США, 04.08.2007). «Феникс» стал первым аппаратом, успешно совершившим посадку в полярном регионе Марса. Главным научным результатом миссии стало обнаружение льда под тонким слоем грунта. Илл. NASA.

37. Марсоход «Кьюриосити» (США, 26.11.2011). Марсоход «Кьюриосити» – это автономная химическая лаборатория, превосходящая по размерам и массе все предыдущие марсоходы. Аппарат проводит бурения и анализ грунта. На 2017 год «Кьюриосити» преодолел более 16 км и продолжает работу. Илл. NASA/JPL-Caltech.

Исследование Меркурия

38. Маринер-10 (США, 03.11.1973). «Маринер-10» стал первым аппаратом, облетевшим Меркурий. Совершив гравитационный манёвр около Венеры, «Маринер-10» трижды сближался с Меркурием, а также впервые измерил магнитное поле и температуру планеты. Илл. NASA.

39. Мессенджер (США, 03.08.2004). Станция «Мессенджер» стала первым искусственным спутником Меркурия, проведя исследования магнитосферы планеты и сделав более 277 тысяч снимков. В 2015 году «Мессенджер» завершил миссию и упал на Меркурий. Илл. NASA.

Исследование планет-гигантов и дальнего космоса

40. Пионер-10 (США, 03.03.1972). «Пионер-10» – первая автоматическая межпланетная станция, пролетевшая вблизи Юпитера. Была уточнена масса планеты, изучена её атмосфера и крупнейшие спутники. Последний успешный приём данных от «Пионера-10» состоялся 27 апреля 2002 года. Илл. Rick Guidice / NASA.

41. Пионер-11 (США, 06.04.1973). «Пионер-11» стал первым аппаратом, совершившим пролёт около Сатурна. Проведены исследования магнитосферы планеты, а также её спутников. Последний сигнал от «Пионер-11» был получен 30 сентября 1995 года. Илл. NASA Ames.

42. Вояджер-1 (США, 05.09.1977). Космический аппарат «Вояджер-1» – самый удалённый от нас и самый быстрый рукотворный объект. Его скорость составляет 17 км/с. Сейчас он находится на расстоянии 21 миллиард километров от Земли. «Вояджер-1» исследовал с пролётной траектории Юпитер и Сатурн. Часть научных приборов продолжает работать до сих пор. Илл. NASA.

43. Вояджер-2 (США, 20.08.1977). «Вояджер-2» – первый и на сегодняшний день единственный космический аппарат, пролетевший мимо всех планет-гигантов. Ему принадлежит открытие колец у Урана и Нептуна. «Вояджер-2», как и «Вояджер-1», продолжает передавать данные. Илл. NASA/JPL.

44. Галилео (США, 18.10.1989). Автоматическая станция «Галилео» исследовала Юпитер и его спутники. Впервые в атмосферу планеты-гиганта был сброшен зонд. В поясе астероидов «Галилео» открыл спутник у астероида Ида. Илл. NASA.

45. Кассини-Гюйгенс (США и ЕС, 15.10.1997). Космический аппарат «Кассини» стал первым искусственным спутником Сатурна. Посадочный зонд «Гюйгенс» впервые совершил мягкую посадку на спутник Сатурна Титан. Полученные данные дали возможность предположить, что на Титане возможна жизнь. Чтобы не заразить спутники земной жизнью, в сентябре 2017 года аппарат «Кассини», истративший всё своё топливо, был разрушен в атмосфере Сатурна. Илл. NASA/JPL-Caltech.

46. Новые Горизонты (США, 19.01.2006). Автоматическая станция «Новые Горизонты» впервые изучила карликовую планету Плутон и её спутники. Миссия аппарата не закончена, и в 2019 году ожидается пролёт мимо другого карликового объекта в поясе Койпера. Илл. NASA.

Исследование малых тел

47. Международный исследователь комет (США и ЕС, 12.08.1978). Этот космический аппарат после запуска исследовал солнечный ветер и магнитосферу Земли, а потом был направлен к комете Джакобини – Циннера и комете Галлея, и стал первым космическим кораблем, пролетевшим сквозь хвост кометы. Илл. NASA.

48. Вега-1 (СССР, 15.12.1984). Автоматическая станция «Вега-1» сбросила в атмосферу Венеры атмосферный аэростатический зонд, после чего сблизилась с кометой Галлея и передала около 70 изображений её ядра, а также характеристики пыли в хвосте кометы. Илл. Daderot.

49. Джотто (ЕС, 02.07.1985). Космический аппарат «Джотто» исследовал комету Галлея, пройдя на рекордном от неё расстоянии, в результате чего получил повреждения от частиц кометы. Позже «Джотто» исследовал комету Григга – Скьеллерупа. Илл. Andrzej Mirecki.

50. NEAR Shoemaker (США, 17.02.1996). «Near Earth Asteroid Rendezvous Shoemaker» исследовал астероид Эрос. Аппарат стал первым искусственным спутником астероида и первым искусственным объектом, совершившим мягкую посадку на астероид. Илл. NASA.

51. Розетта и Филы (ЕС, 02.03.2004). Окончание миссии: 30.09.2016. Автоматическая станция «Розетта» впервые вышла на орбиту кометы Чурюмова — Герасименко и исследовала её. Спускаемый зонд «Филы» совершил первую в истории посадку на комету. Илл. European Space Agency.

52. Стардаст (США, 07.02.1999). Космический аппарат «Стардаст» исследовал комету Вильда и впервые доставил на Землю образцы вещества хвоста кометы. Илл. NASA/JPL.

53. Хаябуса (Япония, 09.05.2003). Космический аппарат «Хаябуса» сблизился с астероидом Итокава, взял образцы грунта и через несколько лет вернул их на Землю. Илл. Jgarry.

54. Дип Импакт (США, 12.01.2005). При исследовании кометы Темпеля 1 автоматическая станция «Дип Импакт» сбросила на неё ударный зонд и исследовала выброшенное при столкновении вещество. Таким образом, были полученные данные о химическом составе кометы. Илл. NASA/JPL.

55. Dawn (США, 27.09.2007). Автоматическая станция «Dawn» изучала астероид Веста и карликовую планету Церера, находясь на их орбитах. Илл. NASA.

Исследование Солнца и межпланетного пространства

56. Пионер-5 (США, 11.03.1960). Благодаря переданным «Пионером-5» данным было впервые установлено существование межпланетных магнитных полей. Илл. NASA.

57. Гелиос-B (ЕС и США, 15.01.1976). Аппарат «Гелиос-В» достиг рекордного сближения с Солнцем (43 миллиона км). Илл. 3.bp.blogspot.com.

58. Улисс (США и ЕС, 06.10.1990). Космический аппарат «Улисс» является первым аппаратом, изучающим Солнце со стороны полюсов. Это позволило построить более точную модель околосолнечного пространства. Илл. G.Erickson/NASA/ESA.

59. Genesis (США, 08.08. 2001). Космический аппарат «Genesis», собрав образцы солнечного ветра, впервые в истории доставил их на Землю. Илл. NASA/JPL.

60. STEREO (США, 26.10.2006). Два одинаковых спутника «STEREO» исследуют Солнце из двух разных точек, используя стереоскопический эффект, что позволяет лучше изучать солнечную активность и предсказывать «космическую погоду». Илл. NASA.

Источник: xn—-stb8d.xn--p1ai


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.