Космический полет

Модель спутника - первого объекта, совершившего орбитальный космический полет

Часть серии по
Космический полет
История
Космическая гонка Хронология космического полета Космические зонды Лунные миссии
Приложения
Спутники наблюдения Земли Спутники-шпионы Спутники связи Военный спутник Спутниковая навигация Космические телескопы Исследование космоса Космический туризм Колонизация космоса
Космический корабль
Роботизированный космический корабль спутник Космический зонд Грузовой космический корабль Полет человека в космос Космическая капсула Космическая станция Космоплан
Космический запуск
Космодром Стартовая площадка Одноразовые и многоразовые ракеты-носители Скорость убегания Нераакетный запуск в космос
Типы космических полетов
Суборбитальный Орбитальный Межпланетный Межзвездный Межгалактический
Космические агентства
КАК CSA CNSA ЕКА CNES DLR ISRO ЭТО ЭТО КАК И Я НАДА КАРИ JAXA NZSA Роскосмос СГАУ UKSA НАСА
Космические силы
ПЛАССФ AAE IRGCASF ВКС USSF
Космические команды
НОРАД CDE DSA СБ НАТО КВ UKSC USSPACECOM
Частный космический полет
Аксиома Пространство ARCAspace Астра Bigelow Aerospace Голубое происхождение Копенгаген суборбитали Northrop Grumman Perigee Aerospace Ракетная лаборатория Корпорация Сьерра Невада SpaceX Virgin Galactic XCOR Aerospace
Портал космических полетов
v т е

Космический полет (или космический полет ) - это применение космонавтики для полетов космических кораблей в космическое пространство или через него , с людьми на борту или без них . Юрий Гагарин из Советского Союза был первым человеком, совершившим космический полет. Примеры пилотируемых космических полетов включают американские программы посадки Аполлона на Луну и космических шаттлов и российскую программу «Союз» , а также действующую Международную космическую станцию . Примеры беспилотных космических полетов включают космические зонды, которые покидают околоземную орбиту , а такжеспутники на орбите вокруг Земли, такие как спутники связи . Они работают либо посредством телероботического управления, либо полностью автономны .

Космический полет используется в исследовании космоса , а также в коммерческой деятельности, такой как космический туризм и спутниковая связь. Дополнительное некоммерческое использование космических полетов включает космические обсерватории , разведывательные спутники и другие спутники наблюдения Земли .

Космический полет может осуществляться с помощью различных типов пусковых систем , обычно путем запуска ракет , которые обеспечивают начальную тягу для преодоления силы тяжести и отталкивания космического корабля от поверхности Земли. Оказавшись в космосе, движение космического корабля - как без движения, так и с двигателем - рассматривается в области исследований, называемой астродинамикой . Некоторые космические аппараты остаются в космосе на неопределенный срок, некоторые распадаются при входе в атмосферу , а другие достигают планетарной или лунной поверхности для приземления или столкновения.

Терминология [ править ]

Есть несколько терминов, относящихся к полету в космическое пространство или через него .

Космический полет относится к космическому полет предназначен для достижения цели. Задачи космических миссий могут включать исследование космоса , космические исследования и первые национальные космические полеты.

Космический транспорт - это использование космического корабля для перевозки людей или грузов в космическое пространство или через него. Это может включать полет человека в космос и полет грузового космического корабля.

История [ править ]

Первое теоретическое предложение о космических путешествиях с использованием ракет было опубликовано шотландским астрономом и математиком Уильямом Лейтчем в эссе 1861 года «Путешествие в космос». ^[1] Более известна (хотя и не широко за пределами России) работа Константина Циолковского « Исследование мировых пространств реактивными приборами » ( Исследование космического пространства с помощью реактивных устройств ), опубликованная в 1903 году.

Ракетные работы Циолковского не были полностью оценены при его жизни, но он повлиял на Сергея Королева , который стал главным конструктором ракет в Советском Союзе при Иосифе Сталине , на разработку межконтинентальных баллистических ракет, несущих ядерное оружие, в качестве контрмеры американским бомбардировщикам. Производные от Королева ракет Р-7 Семёрка были использованы для запуска первого в мире искусственного спутника Земли , Спутника-1 , 4 октября 1957 года, а затем первого человека, совершившего полет на орбите Земли, Юрия Гагарина на Востоке-1 , 12 апреля 1961 года. ^[2]

Космический полет стал инженерной возможностью после публикации Роберта Х. Годдарда в 1919 году его статьи «Метод достижения экстремальных высот» . Его применение сопла де Лаваля к ракетам на жидком топливе повысило эффективность настолько, что стало возможным межпланетное путешествие. Он также доказал в лаборатории, что ракеты будут работать в космическом вакууме; ^{[ указать ]} тем не менее, его работа не была воспринята общественностью всерьез. Его попытка получить контракт с Армией на реактивное оружие в Первой мировой войне потерпела поражение в результате перемирия с Германией 11 ноября 1918 года.. Работая при частной финансовой поддержке, он был первым, кто запустил ракету на жидком топливе в 1926 году. Работы Годдарда имели большое международное влияние в его области.

В ходе Второй мировой войны первые управляемые ракеты Фау-2 были разработаны и использовались в качестве оружия Третьим рейхом . Во время испытательного полета в июне 1944 года одна такая ракета достигла космоса на высоте 189 километров (102 морских мили), став первым объектом в истории человечества, сделавшим это. ^[3] В конце Второй мировой войны большая часть ракетной команды Фау-2, включая ее главу Вернера фон Брауна, сдалась Соединенным Штатам и была выслана для работы над американскими ракетами в том, что стало Армейским агентством баллистических ракет . Эта работа над такими ракетами, как Juno I и Atlas, позволила запустить первый американский спутник Explorer 1.1 февраля 1958 года, и первый американец на орбите, Джон Гленн в « Дружбе 7» 20 февраля 1962 года. В качестве директора Центра космических полетов им. Маршалла Фон Браун руководил разработкой ракеты большего класса под названием « Сатурн» , что позволило США отправить первых двух людей, Нила Армстронга и Базза Олдрина , на Луну и обратно на Аполлон-11 в июле 1969 года. В то же время Советский Союз тайно пытался, но не смог разработать ракету N1 , чтобы дать им возможность высадить людей на Луну.

Фазы [ править ]

Запустить [ редактировать ]

Ракеты - единственное средство, которое в настоящее время способно достичь орбиты или за ее пределами. Другие неракетные технологии космических запусков еще не созданы или по-прежнему не достигают орбитальных скоростей. Запуск ракеты для космических полетов , как правило , начинается с космодрома (космодром), которые могут быть оборудованы пусковыми комплексами и пусковыми установки для вертикальных запусков ракет и взлетно - посадочных полос для взлета и посадки самолетов - носителей и крылатых космических аппаратов. Космопорты расположены далеко от человеческого жилья из соображений шума и безопасности. МБР имеют различные специальные пусковые средства.

Запуск часто ограничивается определенными окнами запуска . Эти окна зависят от положения небесных тел и орбит относительно места запуска. Наибольшее влияние часто оказывает вращение самой Земли. После запуска орбиты обычно располагаются в относительно постоянных плоских плоскостях под фиксированным углом к ​​оси Земли, и Земля вращается в пределах этой орбиты.

Стартовая площадка фиксированная структура предназначена для отправки летательных аппаратов. Обычно он состоит из пусковой башни и траншеи пламени. Он окружен оборудованием, используемым для установки, заправки и обслуживания ракет-носителей. Перед запуском ракета может весить многие сотни тонн. Space Shuttle Columbia , на STS-1 , весил 2030 тонн (4480000 фунтов) при взлете.

Достижение пространства [ править ]

Наиболее часто используемое определение космического пространства - это все , что находится за линией Кармана , которая находится на высоте 100 километров (62 мили) над поверхностью Земли. Соединенные Штаты иногда определяют космическое пространство как все, что превышает 50 миль (80 км) над уровнем моря.

Ракетные двигатели - единственное в настоящее время практическое средство достижения космоса. Обычные двигатели самолетов не могут достичь космоса из-за недостатка кислорода. Ракетные двигатели выбрасывают топливо , создавая прямую тягу, которая создает достаточно дельта-v (изменение скорости) для достижения орбиты.

Для систем запуска с экипажем часто устанавливаются системы эвакуации , позволяющие астронавтам уйти в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Альтернативы [ править ]

Было предложено много способов достичь космоса, кроме ракетных двигателей. Такие идеи, как космический лифт , и обмен импульсом привязи как rotovators или Skyhooks требуют новых материалов гораздо сильнее , чем любой известный в настоящее время. Электромагнитные пусковые установки, такие как пусковые шлейфы, могут быть осуществимы с использованием современных технологий. Другие идеи включают в себя ракету помощи Aircraft / КЛИ , такие как реактивные двигатели Скайлны ( в настоящее время в развитии ранней стадии), ГПВРД питания К и РБТП приведенные КЛИ. Пуск пушки предложен для груза.

Покидая орбиту [ править ]

Этот раздел, возможно, содержит оригинальные исследования . Соответствующее обсуждение можно найти в Talk: Spaceflight . Пожалуйста, улучшите его , проверив сделанные утверждения и добавив встроенные цитаты . Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. ( Июнь 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Выход на замкнутую орбиту не является необходимым для лунных и межпланетных путешествий. Ранние советские космические аппараты успешно поднимались на очень большие высоты, не выходя на орбиту. НАСА рассматривало возможность запуска миссий « Аполлон» непосредственно на лунную траекторию, но приняло стратегию сначала вывести на временную парковочную орбиту, а затем выполнить отдельное выжигание через несколько орбит на лунную траекторию. ^[5]

Подход на парковочную орбиту значительно упростил планирование миссии Apollo по нескольким важным направлениям. Он выступал в роли «буфера времени» и существенно расширял допустимые окна запуска . Парковочная орбита дала экипажу и диспетчерам несколько часов на то, чтобы тщательно проверить космический корабль после напряжений при запуске, прежде чем совершить длительное путешествие на Луну. ^[5]

Миссии Apollo минимизировали потери производительности орбиты стоянки, сохраняя ее высоту как можно меньшей. Например, Аполлон-15 использовал необычно низкую парковочную орбиту 92,5 × 91,5 миль (171,3 × 169,5 км), что не является устойчивым в течение длительного времени из-за трения с атмосферой Земли , но экипаж потратил бы всего три часа, прежде чем повторно запустить Третья ступень S-IVB выведет их на лунную траекторию. ^[6]

Роботизированные миссии не требуют возможности прерывания или минимизации радиации, и поскольку современные пусковые установки обычно соответствуют «мгновенным» окнам запуска, космические зонды на Луну и другие планеты обычно используют прямой впрыск для максимизации производительности. Хотя некоторые из них могут ненадолго двигаться по инерции во время запуска, они не завершают одну или несколько полных парковочных орбит до того, как произойдет горение, которое выбрасывает их на траекторию ухода с Земли.

Скорость убегания от небесного тела уменьшается с высотой над ним. Однако для корабля более экономично сжигать топливо как можно ближе к земле; см. эффект Оберта и ссылку. ^[7] Это еще один способ объяснить потери производительности, связанные с установлением безопасного перигея парковочной орбиты.

Астродинамика [ править ]

Астродинамика - это изучение траекторий космических аппаратов, особенно в том, что касается гравитационных и двигательных эффектов. Астродинамика позволяет космическому кораблю прибыть в пункт назначения в нужное время без чрезмерного использования топлива. Система орбитального маневрирования может потребоваться для поддержания или изменения орбиты.

Нераакетные орбитальные двигательные установки включают солнечные паруса , магнитные паруса , магнитные системы с плазменным пузырем и использование эффектов гравитационной рогатки .

Передача энергии [ править ]

Термин «передача энергии» означает общее количество энергии, передаваемой ступенью ракеты своей полезной нагрузке. Это может быть энергия , переданная на первом этапе в виде ракеты - носителя на верхней ступени плюс полезную нагрузку, или на верхней ступени или космического аппарата удар двигателя на космическом корабле . ^{[8] [9]}

Достижение космической станции [ править ]

Чтобы достичь космической станции , космический аппарат должен выйти на ту же орбиту и приблизиться на очень близкое расстояние (например, в пределах визуального контакта). Это делается с помощью набора орбитальных маневров, называемых космическим рандеву .

После встречи с космической станцией космический аппарат стыкуется со станцией или причаливает к ней. Стыковка относится к соединению двух отдельных свободно летающих космических аппаратов ^{[10] [11] [12] [13],} а стыковка - к операциям стыковки, когда неактивное транспортное средство помещается в стыковочный интерфейс другого космического корабля с помощью манипулятора. . ^{[10] [12] [13]}

Повторный вход [ править ]

Корабли на орбите обладают большим количеством кинетической энергии. Эта энергия должна быть сброшена, если транспортное средство должно безопасно приземлиться, не испаряясь в атмосфере. Обычно этот процесс требует специальных методов защиты от аэродинамического нагрева . Теория повторного входа была разработана Гарри Джулианом Алленом . Согласно этой теории, возвращаемые аппараты имеют тупые очертания в атмосфере при входе в атмосферу. Тупые формы означают, что менее 1% кинетической энергии уходит в тепло, достигающее транспортного средства, а оставшаяся часть нагревает атмосферу.

Посадка и восстановление [ править ]

Капсулы « Меркурий» , « Близнецы» и « Аполлон» упали в море. Эти капсулы были предназначены для посадки на относительно малых скоростях с помощью парашюта. Советские / российские капсулы для " Союза" используют большой парашют и тормозные ракеты для приземления на землю. Космические самолеты, подобные космическому шаттлу, приземляются, как планер .

После успешной посадки космический корабль, находящиеся в нем люди и груз могут быть возвращены. В некоторых случаях восстановление происходило до приземления: пока космический корабль все еще спускается на парашюте, его может зацепить специально сконструированный самолет. Этот метод извлечения в воздухе использовался для извлечения канистр с пленкой со спутников-шпионов Corona .

Типы [ править ]

Без экипажа [ править ]

Космический полет без экипажа - это все космические полеты без необходимого присутствия человека в космосе. Это включает в себя все космические зонды, спутники и космические аппараты-роботы и миссии. Космический полет без экипажа - это противоположность полета с экипажем в космос, который обычно называют полетом человека в космос . Подкатегории беспилотных космических полетов - это «роботизированные космические аппараты» (объекты) и «роботизированные космические миссии» (виды деятельности). Роботизированный космический аппарат является необитаемыми космическим аппаратами, без людей на борте, которые, как правило , под устройством телеприсутствия контроля. В некоторых случаях, например, с вертолетами, космическому кораблю может потребоваться автономная работа в течение коротких периодов времени. ^[14] Роботизированный космический корабль, предназначенный для проведения научных исследований, часто называюткосмический зонд .

В космических полетах без экипажа используются космические корабли с дистанционным управлением . Первым беспилотным космическим аппаратом стал Спутник , запущенный 4 октября 1957 года на орбиту Земли. Космические миссии , на борту которых находятся другие животные, но не люди, считаются беспилотными.

Преимущества [ править ]

Многие космические миссии больше подходят для телероботических операций, чем для работы с экипажем , из-за более низкой стоимости и меньших факторов риска. Кроме того, некоторые направления на планетах, такие как Венера или окрестности Юпитера , слишком враждебны для выживания человека, учитывая современные технологии. Внешние планеты, такие как Сатурн , Уран и Нептун.слишком далеки, чтобы добраться до них с помощью современной технологии пилотируемых космических полетов, поэтому телероботические зонды - единственный способ их исследовать. Telerobotics также позволяет исследовать регионы, уязвимые для заражения земными микроорганизмами, поскольку космические корабли можно стерилизовать. Людей нельзя стерилизовать так же, как космический корабль, поскольку они сосуществуют с многочисленными микроорганизмами, и эти микроорганизмы также трудно содержать в космическом корабле или скафандре.

Дистанционное присутствие [ править ]

Telerobotics становится телеприсутствием, когда время задержки достаточно короткое, чтобы позволить людям управлять космическим кораблем в режиме, близком к реальному времени. Даже двухсекундная задержка скорости света Луны слишком велика для исследования телеприсутствия с Земли. Положения L1 и L2 допускают задержку приема-передачи в 400 миллисекунд, что достаточно близко для работы удаленного присутствия. Дистанционное присутствие также было предложено как способ ремонта спутников на околоземной орбите с Земли. Симпозиум Exploration Telerobotics в 2012 году исследовал эту и другие темы. ^[15]

Человек [ править ]

Первый космический полет был человек Восток 1 по 12 апреля 1961 года, на которой космонавт Юрий Гагарин в СССР сделал одну орбиту вокруг Земли. В официальных советских документах нет упоминания о том, что Гагарин прыгнул с парашютом последние семь миль. ^[16] По состоянию на 2020 год единственными космическими кораблями, регулярно используемыми для пилотируемых космических полетов, являются Союз , Шэньчжоу и Crew Dragon . Флот космических шаттлов США работал с апреля 1981 года по июль 2011 года. SpaceShipOne провел два суборбитальных космических полета человека.

Суборбитальный [ править ]

В суборбитальном космическом полете космический корабль достигает космоса, а затем возвращается в атмосферу после следования (в основном) баллистической траектории. Обычно это происходит из-за недостаточной удельной орбитальной энергии , и в этом случае суборбитальный полет продлится всего несколько минут, но также возможно, что объект с достаточной энергией для орбиты может иметь траекторию, которая пересекает атмосферу Земли, иногда после многих часы. «Пионер-1» был первым космическим зондом НАСА, который должен был достичь Луны. Частичный отказ заставил его вместо этого следовать по суборбитальной траектории до высоты 113 854 км (70 746 миль), прежде чем снова войти в атмосферу Земли через 43 часа после запуска.

Самая известная граница космоса - линия Кармана на высоте 100 км (62 мили) над уровнем моря. (В качестве альтернативы НАСА определяет астронавта как человека, который пролетел более 80 км (50 миль) над уровнем моря.) Общественность не признает, что увеличение потенциальной энергии, необходимой для прохождения линии Кармана, составляет лишь около 3% от орбитальная энергия (потенциальная плюс кинетическая энергия), необходимая для минимально возможной земной орбиты (круговая орбита чуть выше линии Кармана). Другими словами, гораздо легче достичь космоса, чем оставаться там. 17 мая 2004 года Civilian Space eXploration Team запустила ракету GoFast в суборбитальный полет, первый любительский космический полет. 21 июня 2004 г. SpaceShipOne был использован для первого частного проекта. полет человека в космос .

Точка-точка [ править ]

Точка-точка, или транспортировка с Земли на Землю, - это категория суборбитальных космических полетов, в которых космический корабль обеспечивает быструю транспортировку между двумя наземными точками. ^[17] Обычный авиамаршрут между Лондоном и Сиднеем , рейс, который обычно длится более двадцати часов , можно было преодолеть менее чем за час. ^[18] Хотя сегодня ни одна компания не предлагает такой вид транспорта, SpaceX объявила о планах сделать это уже в 2020-х годах с помощью Starship . ^[19]Суборбитальный космический полет на межконтинентальное расстояние требует скорости транспортного средства, которая лишь немного ниже скорости, необходимой для достижения низкой околоземной орбиты. ^[20] Если используются ракеты, размер ракеты относительно полезной нагрузки аналогичен межконтинентальной баллистической ракете (МБР). Любой межконтинентальный космический полет должен преодолевать проблемы нагрева во время входа в атмосферу, которые почти не уступают проблемам, возникающим при орбитальных космических полетах.

Орбитальный [ править ]

Минимальный орбитальный космический полет требует гораздо более высоких скоростей, чем минимальный суборбитальный полет, и поэтому достичь его технологически намного сложнее. Для достижения орбитального космического полета тангенциальная скорость вокруг Земли так же важна, как и высота. Чтобы совершить стабильный и продолжительный полет в космосе, космический корабль должен достичь минимальной орбитальной скорости, необходимой для выхода на замкнутую орбиту .

Межпланетный [ править ]

Межпланетный космический полет - это полет между планетами внутри единой планетной системы . На практике этот термин используется только для путешествия между планетами нашей Солнечной системы . Планы будущих пилотируемых межпланетных космических полетов часто включают окончательную сборку корабля на околоземной орбите, например, программу НАСА Constellation и российский тандем Kliper / Parom .

Интерстеллар [ править ]

« Новые горизонты » - пятый космический корабль, вышедший на траекторию ухода за пределы Солнечной системы . Вояджер 1 , Вояджер 2 , Пионер 10 , Пионер 11 - более ранние. Самым удаленным от Солнца является " Вояджер-1" , который удален более чем на 100 а.е. и движется со скоростью 3,6 а.е. в год. ^[21] Для сравнения, Проксима Центавра , ближайшая звезда, кроме Солнца, находится на расстоянии 267 000 астрономических единиц. " Вояджеру-1" потребуется 74000 лет, чтобы достичь этого расстояния. Конструкции транспортных средств с использованием других технологий, таких как ядерная импульсная тяга.вероятно, смогут достичь ближайшей звезды значительно быстрее. Другая возможность, которая может позволить человеку совершить межзвездный космический полет, - это использовать замедление времени , поскольку это позволит пассажирам быстро движущегося транспортного средства путешествовать дальше в будущее, при этом очень мало старея, поскольку их большая скорость замедляет движение. скорость прохождения бортового времени. Однако достижение таких высоких скоростей по-прежнему потребовало бы использования какого-нибудь нового, усовершенствованного метода движения .

Межгалактический [ править ]

Межгалактическое путешествие включает в себя космический полет между галактиками и считается гораздо более технологически сложным, чем даже межзвездное путешествие, и, согласно современным инженерным терминам, считается научной фантастикой . Однако теоретически нет ничего, что окончательно указывало бы на то, что межгалактическое путешествие невозможно. На сегодняшний день несколько ученых серьезно изучили межгалактические путешествия. ^{[22] [23] [24]}

Космический корабль [ править ]

Космические корабли - это транспортные средства, способные контролировать свою траекторию в космосе.

Первый «истинный космический аппарат» иногда называют лунного модуля Apollo , ^[25] , так как это было единственным членом экипажа транспортного средства были предназначены и эксплуатироваться только в пространстве; и отличается неаэродинамической формой.

Двигательная установка [ править ]

Сегодня космические корабли в основном используют ракеты для приведения в движение , но другие методы движения, такие как ионные двигатели, становятся все более распространенными, особенно для беспилотных транспортных средств, и это может значительно уменьшить массу транспортного средства и увеличить его дельта-v .

Системы запуска [ править ]

Системы запуска используются для переноса полезной нагрузки с поверхности Земли в космическое пространство.

Расходный [ править ]

В большинстве современных космических полетов для достижения космоса используются многоступенчатые одноразовые системы запуска.

Многоразовый [ править ]

Первый многоразовый космический корабль X-15 был запущен по суборбитальной траектории 19 июля 1963 года. Первый частично многоразовый орбитальный космический корабль, Space Shuttle , был запущен США в день 20-летия полета Юрия Гагарина. 12 апреля 1981 года. В эпоху "Шаттла" было построено шесть орбитальных аппаратов, все из которых летали в атмосфере, а пять - в космосе. " Энтерпрайз" использовался только для испытаний на заход на посадку и приземления, запускался с задней части Боинга 747 и планировал до мертвой точки приземления на авиабазе Эдвардс, Калифорния . Первым космическим шаттлом, который полетел в космос, был Columbia , за ним последовал Challenger ,Открытие , Атлантида и Индевор . Endeavor был построенчтобы заменить Challenger , который потерял в январе 1986 г. Колумбия распалась во время входаатмосферу в феврале 2003 года.

Первым автоматическим космическим кораблем частично многоразового использования был « Буран» (« Метель» ), запущенный СССР 15 ноября 1988 г., но совершивший только один полет. Этот космоплан был разработан для экипажа и сильно напоминал американский космический шаттл, хотя в его разгружаемых ускорителях использовалось жидкое топливо, а его главные двигатели располагались в основании того, что должно было стать внешним баком американского шаттла. Отсутствие финансирования, осложненное распадом СССР, помешало дальнейшим полетам «Бурана».

Спейс шаттл был выведен из эксплуатации в 2011 году в основном из-за его старости и высокой стоимости программы, превышающей миллиард долларов за полет. В 2020-х годах роль шаттла в качестве транспортного средства будет заменена на SpaceX Dragon 2 и CST-100 . Шаттл заменяет тяжелые грузовые транспортные средства коммерческими ракетами-носителями.

Scaled Composites SpaceShipOne - это многоразовый суборбитальный космоплан, на котором пилоты Майка Мелвилла и Брайана Бинни летали подряд в 2004 году, чтобы выиграть премию Ansari X Prize . Компания Spaceship Company построила своего преемника SpaceShipTwo . Флот SpaceShipTwos, которым управляет Virgin Galactic, планировал начать многоразовые частные космические полеты с платными пассажирами ( космическими туристами ) в 2008 году, но это было отложено из-за аварии при разработке двигательной установки. ^[26]

Компания SpaceX осуществила первую вертикальную мягкую посадку многоразовой орбитальной ступени ракеты 21 декабря 2015 года после доставки 11 коммерческих спутников Orbcomm OG-2 на низкую околоземную орбиту . ^[27]

Первый второй полет Falcon 9 состоялся 30 марта 2017 года. ^[28] SpaceX в настоящее время регулярно восстанавливает и повторно использует свои первые ступени с намерением также повторно использовать обтекатели . ^[29]

• X-15 отстраняясь от его запуска падения самолета

• В Спейс Шаттл Колумбия секунд после зажигания двигателя на миссии STS-1

• SpaceShipOne после полета в космос, 21 июня 2004 г.

• Первая ступень Falcon 9 Flight 20 приземлилась вертикально в зоне приземления 1 в декабре 2015 года.

Проблемы [ править ]

Космические катастрофы [ править ]

Все ракеты-носители содержат огромное количество энергии, необходимой для того, чтобы какая-то ее часть достигла орбиты. Следовательно, существует некоторый риск того, что эта энергия может быть высвобождена преждевременно и внезапно со значительными последствиями. Когда ракета Delta II взорвалась через 13 секунд после запуска 17 января 1997 года, поступили сообщения о том, что в результате взрыва были разбиты витрины магазинов на расстоянии 10 миль (16 км). ^[30]

Космос - довольно предсказуемая среда, но все еще существует риск случайного сброса давления и потенциального отказа оборудования, некоторые из которых могут быть разработаны совсем недавно.

В 2004 году в Нидерландах была создана Международная ассоциация по повышению космической безопасности с целью дальнейшего международного сотрудничества и научного прогресса в области безопасности космических систем. ^[31]

Невесомость [ править ]

В условиях микрогравитации, таких как космический корабль на орбите вокруг Земли, люди испытывают чувство «невесомости». Кратковременное воздействие микрогравитации вызывает синдром космической адаптации - самоограничивающуюся тошноту, вызванную нарушением вестибулярной системы . Длительное воздействие вызывает множество проблем со здоровьем. Наиболее значительным является потеря костной массы, часть которой является постоянной, но микрогравитация также приводит к значительному ухудшению состояния мышечной и сердечно-сосудистой ткани.

Радиация [ править ]

Оказавшись выше атмосферы, возникает и усиливается радиация из-за поясов Ван Аллена , солнечной радиации и космической радиации . Вдали от Земли солнечные вспышки могут дать смертельную дозу радиации за считанные минуты, а угроза здоровью от космической радиации значительно увеличивает шансы рака через десятилетие или более. ^[32]

Жизнеобеспечение [ править ]

В космических полетах человека система жизнеобеспечения - это группа устройств, которые позволяют человеку выжить в космосе. НАСА часто использует фразу «Система экологического контроля и жизнеобеспечения» или аббревиатуру ECLSS при описании этих систем для своих пилотируемых космических полетов. ^[33] Система жизнеобеспечения может поставлять: воздух , воду и пищу . Он также должен поддерживать правильную температуру тела, приемлемое давление на тело и иметь дело с продуктами жизнедеятельности организма. Также может потребоваться защита от вредных внешних воздействий, таких как радиация и микрометеориты. Компоненты системы жизнеобеспечения жизненно важны, и спроектированы и построены с использованием технических средств безопасности .

Космическая погода [ править ]

Космическая погода - это концепция изменения условий окружающей среды в космическом пространстве . Он отличается от концепции погоды в атмосфере планеты и имеет дело с явлениями, связанными с окружающей плазмой , магнитными полями, излучением и другими веществами в космосе (обычно близко к Земле, но также в межпланетной , а иногда и в межзвездной среде ). «Космическая погода описывает условия в космосе, которые влияют на Землю и ее технологические системы. Наша космическая погода является следствием поведения Солнца, природы магнитного поля Земли и нашего местоположения в Солнечной системе». ^[34]

Космическая погода оказывает глубокое влияние на несколько областей, связанных с исследованием и освоением космоса. Изменение геомагнитных условий может вызвать изменения плотности атмосферы, вызывая быстрое ухудшение высоты полета космического корабля на низкой околоземной орбите . Геомагнитные бури из-за повышенной солнечной активности потенциально могут ослепить датчики на борту космического корабля или создать помехи для бортовой электроники. Понимание условий космической среды также важно при разработке систем защиты и жизнеобеспечения для пилотируемых космических кораблей.

Соображения по охране окружающей среды [ править ]

Ракеты как класс по своей сути не являются сильно загрязняющими окружающую среду. Однако в некоторых ракетах используется токсичное топливо, а в большинстве транспортных средств используется топливо, не являющееся углеродно-нейтральным . Многие твердые ракеты содержат хлор в форме перхлората или других химикатов, и это может вызвать временные локальные дыры в озоновом слое. При повторном входе в космический корабль образуются нитраты, которые также могут временно воздействовать на озоновый слой. Большинство ракет изготовлено из металлов, которые могут оказать воздействие на окружающую среду во время их изготовления.

Помимо атмосферных воздействий, существуют воздействия на околоземную космическую среду. Существует вероятность того, что орбита станет недоступной для поколений из-за экспоненциального увеличения космического мусора, вызванного отколом спутников и транспортных средств ( синдром Кесслера ). Поэтому сегодня многие запущенные ракеты предназначены для повторного входа в них после использования.

Регламент [ править ]

Широкий спектр вопросов, таких как управление космическим движением или ответственность , были вопросами регулирования космических полетов.

Участие и представительство всего человечества в космических полетах - это вопрос международного космического права с самого первого этапа освоения космоса. ^[35] Несмотря на то, что некоторые права стран, не занимающихся космическими полетами, были обеспечены, совместное использование космоса для всего человечества по-прежнему критикуется как империалистическое и недостаточное, поскольку космический полет рассматривается как ресурс. ^[35]

Приложения [ править ]

Текущие и предлагаемые приложения для космических полетов включают:

• Спутники наблюдения Земли, такие как спутники-шпионы , метеорологические спутники
• Исследование космоса
• Спутники связи
• Спутниковое телевидение
• Спутниковая навигация
• Космический туризм
• Защита Земли от потенциально опасных объектов
• Колонизация космоса

Наиболее ранние разработки космических полетов были оплачены правительствами. Однако сегодня основные рынки запуска, такие как спутники связи и спутниковое телевидение, являются чисто коммерческими, хотя многие из запусков изначально финансировались правительствами.

Частные космические полеты - это быстро развивающаяся область: космические полеты не только оплачиваются корпорациями или даже частными лицами, но часто выполняются частными космическими компаниями . Эти компании часто утверждают, что большая часть предыдущей высокой стоимости доступа к космосу была вызвана неэффективностью правительства, которой они могут избежать. Это утверждение может быть подтверждено гораздо более низкими опубликованными затратами на запуск частных космических ракет-носителей, таких как Falcon 9, разработанных с частным финансированием. Для того чтобы такие приложения, как космический туризм и особенно колонизация космоса, стали возможными для расширения, потребуются более низкие затраты на запуск и высокая безопасность.

Космическая цивилизация: нации и другие сущности [ править ]

Быть космическим - значит быть способным и активно управлять космическим кораблем . Это включает в себя знание различных тем и развитие специальных навыков, включая: аэронавтику ; космонавтика ; программы по обучению космонавтов ; космическая погода и прогнозирование; операции с космическими аппаратами; эксплуатация различного оборудования; проектирование и строительство космических аппаратов; взлет и вход в атмосферу в атмосфере; орбитальная механика (она же астродинамика); коммуникации; двигатели и ракеты; выполнение эволюций, таких как буксировка, строительство в условиях микрогравитации и стыковка с космосом; погрузочно-разгрузочное оборудование, опасные грузы и хранение грузов; выход в открытый космос ; реагирование на чрезвычайные ситуации; выживание в космосе и первая помощь; пожаротушение; жизнеобеспечение . Степень знаний, необходимых в этих областях, зависит от характера работы и типа используемого судна. «Космонавтика» аналогична мореплаванию .

За пределами системы Земля - Луна никогда не проводились полеты с экипажем . Тем не менее, Соединенные Штаты, Россия, Китай, Европейское космическое агентство страны (ESA), и несколько корпораций и предприятия имеют планы на различных этапах до поездки на Марс (см Человеческого полета на Марс ).

Космические организации могут быть суверенными государствами , наднациональными организациями и частными корпорациями . Космические державы - это те, кто способен самостоятельно строить и запускать корабли в космос. ^{[36] [37] [38]} Все большее число частных компаний стали или становятся космическими.

Глобальный [ править ]

Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (УВКПООН) начало первую программу ООН пространства для spacefare цивилизации, ^[39] в 2016 году.

Космические державы с экипажем [ править ]

В настоящее время Россия , Китай и Соединенные Штаты являются единственным экипажем Космической нации . Космические страны, перечисленные по году первого запуска с экипажем:

1. Советский Союз ( Россия ) (1961)
2. США (1961)
3. Китай (2003)

Беспилотные космические державы [ править ]

Следующие страны или организации разработали свои собственные ракеты-носители для вывода на орбиту беспилотных космических аппаратов либо со своей территории, либо с иностранной помощью (дата первого запуска в скобках): ^[40]

1. Советский Союз (1957)
2. США (1958)
3. Франция (1965)
4. Италия (1967)
5. Австралия (1967) ★
6. Япония (1970)
7. Китай (1970)
8. Соединенное Королевство (1971)
9. Европейское космическое агентство (1979)
10. Индия (1980)
11. Израиль (1988)
12. Украина (1991) * ^[41]
13. Россия (1992) *
14. Иран (2009) ^[42]
15. Северная Корея (2012) ^[43]
16. Южная Корея (2013) ★ ^[44]
17. Новая Зеландия (2018) ★

• * Ранее был крупным регионом Советского Союза.
• ★ Ракета-носитель полностью или частично разработана другой страной.

Также несколько стран, таких как Канада, Италия и Австралия, обладали полунезависимыми космическими возможностями, запуская спутники местного производства на иностранных пусковых установках. Канада спроектировала и построила спутники (Alouette 1 и 2) в 1962 и 1965 годах, которые выводились на орбиту с помощью американских ракет-носителей. Италия разработала и построила несколько спутников, а также герметичные модули для Международной космической станции . Первые итальянские спутники запускались с использованием аппаратов, предоставленных НАСА, сначала с летного комплекса Уоллопса в 1964 году, а затем с космодрома в Кении ( платформа Сан-Марко ) в период с 1967 по 1988 год; ^{[ необходима цитата ]} Италия возглавила разработку VegaРакета программа в рамках Европейского космического агентства с 1998 года ^[45] Великобритания отказалась от своей независимой программы космодром в 1972 году в пользу Сотрудничая с Европейской организацией Launcher развития (ELDO) по запуску технологий до 1974 г. Австралия не отказалась от своей пусковой установки программы вскоре после успешного запуска WRESAT и стал единственным неевропейским членом ELDO.

Считая простой запуск объекта за линией Кармана минимальным требованием для космических полетов, Германия с ракетой V-2 стала первой космической державой в 1944 году. ^[46] Следующие страны достигли суборбитальных космических полетов только за счет запуска местных ракет. или ракеты, или и то, и другое в суборбитальное пространство.

1. Германия (20 июня 1944 г.)
2. Восточная Германия (12 апреля 1957 г.)
3. Канада (5 сентября 1959 г.)
4. Ливан (21 ноября 1962 г.)
5. Швейцария (27 октября 1967 г.)
6. Аргентина (16 апреля 1969 г.)
7. Бразилия (21 сентября 1976 г.)
8. Испания (18 февраля 1981 г.)
9. Западная Германия (1 марта 1981 г.)
10. Ирак (июнь 1984 г.)
11. ЮАР (1 июня 1989 г.)
12. Швеция (8 мая 1991 г.)
13. Йемен (12 мая 1994 г.)
14. Пакистан (6 апреля 1998 г.)
15. Тайвань (15 декабря 1998 г.)
16. Сирия (1 сентября 2000 г.)
17. Индонезия (29 сентября 2004 г.)
18. Демократическая Республика Конго  (2007)
19. Новая Зеландия (30 ноября 2009 г.)
20. Норвегия (27 сентября 2018 г.)
21. Нидерланды (19 сентября 2020 г.) ^{[47] [48] [49] [50] [51] [52] [53]}
22. Турция (29 октября 2020 г.)

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Эрик Грегерсон (2010): Путеводитель исследователя Вселенной - беспилотные космические миссии , Британника, образовательное издательство, ISBN 978-1-61530-052-5 (электронная книга) 

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме космических полетов .

Поищите информацию о космических полетах в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Аэрокосмическая инженерия в Викиверситете
• Энциклопедия Astronautica
• Основы космических полетов
• Тедд Э. Хэнкинс; Х. Пауль Шуч (1987-03-04). «Размышления - пилотируемые и беспилотные космические полеты» (PDF) . Проверено 15 апреля 2011 .