Космический аппарат, используемый для полетов по околоземной орбите, в том числе под управлением человека.
Все космические корабли можно разделить на два класса: пилотируемые и запускаемые в режиме управления с поверхности Земли.
В начале 20-х гг. XX в. К. Э. Циолковский в очередной раз предсказывает будущее освоение космического пространства землянами. В его работе «Космический корабль» встречается упоминание о так называемых небесных кораблях, основное предназначение которых - реализация полетов человека в космос.
Первые космические корабли серии «Восток» создавались под чутким руководством генерального конструктора ОКБ-1 (ныне ракетно-космическая корпорация «Энергия») С. П. Королева. Первый пилотируемый космический корабль «Восток» смог доставить в космическое пространство человека 12 апреля 1961 г. Этим космонавтом был Ю. А. Гагарин.
Основными задачами, поставленными в эксперименте, были:
1) изучение воздействия условий орбитального полета на человека, в том числе и на его работоспособность;
2) проверка принципов конструирования космических кораблей;
3) отработка конструкций и систем в реальных условиях.
Общая масса корабля составляла 4,7 т, диаметр - 2,4 м, длина - 4,4 м. Среди бортовых систем, которыми был оснащен корабль, можно выделить следующие: системы управления (автоматический и ручной режимы); система автоматической ориентации на Солнце и ручной - на Землю; система жизнеобеспечения; система терморегулирования; система приземления.
В дальнейшем наработки, полученные при реализации программы космических кораблей «Восток», позволили создать намного более совершенные . На сегодняшний день «армада» космических кораблей очень наглядно представлена американским многоразовым транспортным космическим кораблем «Шаттл», или Space Shuttle.
Нельзя не упомянуть про советскую разработку, которая в настоящее время не используется, но могла бы составить серьезную конкуренцию американскому кораблю.
«Буран» - так называлась программа Советского Союза по созданию многоразовой космической системы. Работы по программе «Буран» начались в связи с необходимостью создания многоразовой космической системы как средства сдерживания потенциального противника в связи с началом американского проекта в январе 1971 г.
Для реализации проекта было создано НПО «Молния». В кратчайшие сроки в 1984 г. при поддержке более тысячи предприятий со всего Советского Союза был создан первый полномасштабный экземпляр со следующими техническими характеристиками: его длина составила более 36 м при размахе крыльев в 24 м; стартовая масса - более 100 т при массе полезного груза до
30 т.
«Буран» имел в носовом отсеке герметичную кабину, которая могла вместить около десяти человек и большую часть аппаратуры для обеспечения полета на орбите, спуска и посадки. Корабль был оснащен двумя группами двигателей в конце хвостового отсека и в передней части корпуса для маневрирования, впервые была использована объединенная двигательная установка, которая включала топливные баки окислителя и горючего, термостатирования наддува, забора жидкости в невесомости, аппаратуру системы управления и пр.
Первый и единственный полет космический корабль «Буран» совершил 15 ноября 1988 г. в беспилотном, полностью автоматическом режиме (для справки: «Шаттл» до сих пор совершает посадку только на ручном управлении). К сожалению, полет корабля совпал с тяжелыми временами, которые начались в стране, и в связи с окончанием «холодной войны» и отсутствием достаточных средств программа «Буран» была закрыта.
Начало серии американских космических кораблей типа «Шаттл» было положено в 1972 г., хотя ему предшествовал проект многоразового двухступенчатого летательного аппарата, каждая ступень которого была похожа на реактивный .
Первая ступень выполняла функцию ускорителя, которая после выхода на орбиту заканчивала свою часть задачи и возвращалась на Землю с экипажем, а вторая - являлась орбитальным кораблем и после выполнения программы также возвращалась на место старта. Это было время гонки вооружений, и создание корабля такого типа считалось главным звеном в этой гонке.
Для запуска корабля американцы используют ускоритель и собственный двигатель корабля, топливо для которого размещено во внешнем топливном баке. Отработавшие ускорители после приземления на используются повторно, с ограниченным количеством стартов. Конструктивно корабль серии «Шаттл» состоит из нескольких основных элементов: воздушно-космический самолет «Орбитер», ракетные ускорители многоразового пользования и топливный бак (одноразовый).
Первый полет космического корабля из-за большого количества недоработок и конструктивных изменений состоялся лишь в 1981 г. В период с апреля 1981 по июль 1982 г. была проведена серия орбитальных летных испытаний корабля «Колумбия» во всех режимах полета. К сожалению, в серии полетов кораблей серии «Шаттл» не обошлось без трагедий.
В 1986 г. во время 25-го по счету запуска корабля «Челленджер» произошел взрыв топливного бака из-за несовершенства конструкции аппарата, в результате которого погибли все семь членов экипажа. Лишь в 1988 г., после внесения ряда изменений в программу полетов, был осуществлен запуск космического корабля «Дискавери». На смену «Челленджеру» в эксплуатацию был введен новый корабль «Эндевор», который осуществляет свои рейсы с 1992 г.
Возможно, произнося без каких-либо пояснений мудрёные словечки, профессионалы-ракетчики (и причисляющиеся к ним) видят себя отдельной интеллектуальной кастой. Но как быть обычному человеку, который, интересуясь ракетами и космосом, пытается слёту овладеть статьёй, пересыпанной непонятными сокращениями? Что такое БОКЗ, СОТР или ДПК? Что такое «мятый газ» и почему ракета «ушла за бугор», а носитель и космический корабль — два совершенно разных изделия — носят одно имя «Союз»? Кстати, БОКЗ — это не бокс по-олбански, а блок определения координат звёзд (в просторечии — звёздный датчик), СОТР — не яростное сокращение выражения «в порошок сотру», а система обеспечения теплового режима , а ДПК — не мебельный «древесно-полимерный композит», а самый что ни на есть ракетный (и не только) дренажно-предохранительный клапан . Но что делать, если ни в сноске, ни в тексте нет никаких расшифровок? Это проблема… Причём не столько читателя, сколько «написанта» статьи: второй раз его читать не будут! Чтобы избежать сей горькой участи, мы взяли на себя скромный труд по составлению краткого словарика ракетно-космических терминов, сокращений и названий. Разумеется, он не претендует на полноту, а в каких-то местах — и на строгость формулировок. Но, мы надеемся, он поможет читателю, интересующемуся космонавтикой. И кроме того, словарик можно дополнять и уточнять бесконечно — ведь космос бесконечен!..
Apollo — американская программа высадки человека на Луну, которая включала также испытательные полёты астронавтов на трёхместном корабле по околоземной и окололунной орбите в 1968—1972 годах.
Ariane-5 — название европейской одноразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, предназначенной для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. C 4 июня 1996 года до 4 мая 2017 года выполнила 92 миссии, из них 88 — полностью успешно.
Atlas V — название серии американских одноразовых ракет-носителей среднего класса, созданных компанией Lockheed Martin. C 21 августа 2002 года до 18 апреля 2017 года выполнена 71 миссия, из них 70 — успешно. Используется преимущественно для запуска космических аппаратов по заказам американских правительственных ведомств.
ATV (Automated Tranfer Vehicle) — название европейского одноразового автоматического транспортного корабля, предназначенного для снабжения МКС грузами и совершавшего полёты в период с 2008 по 2014 год (выполнено пять миссий).
BE-4 (Blue Origin Engine) — мощный маршевый жидкостный ракетный двигатель тягой 250 тс на уровне моря, работающий на кислороде и метане и разрабатываемый с 2011 года компанией Blue Origin для установки на перспективных ракетах-носителях Vulcan и New Glenn. Позиционируется как замена российскому двигателю РД-180. Первые комплексные огневые испытания намечены на первое полугодие 2017 года.
CCP (Commercial Crew Program) — современная государственная американская коммерческая пилотируемая программа, проводимая NASA и способствующая доступу частных промышленных фирм к технологиям изучения и освоения космического пространства.
CNSA (China National Space Agency) — английская аббревиатура государственного агентства, осуществляющего координацию работ по изучению и освоению космического пространства в КНР.
CSA (Canadian Space Agency) — государственное агентство, осуществляющее координацию работ по изучению космоса в Канаде.
Cygnus — название американского одноразового автоматического транспортного корабля, созданного компанией Orbital для снабжения МКС запасами и грузами. С 18 сентября 2013 года по 18 апреля 2017 года выполнено восемь миссий, из них семь — успешно.
Delta IV — название серии американских одноразовых ракет-носителей среднего и тяжёлого классов, созданных компанией Boeing в рамках программы EELV. C 20 ноября 2002 года по 19 марта 2017 года проведено 35 миссий, из них 34 — успешно. В настоящее время используется исключительно для запуска космических аппаратов по заказам американских правительственных ведомств.
Dragon — название серии американских частично многоразовых транспортных кораблей, разрабатываемых частной компанией SpaceX по контракту с NASA в рамках программы CCP. Способен не только доставлять грузы на МКС, но и возвращать их обратно на Землю. С 8 декабря 2010 года по 19 февраля 2017 года запущено 12 беспилотных кораблей, из них 11 — успешно. Начало лётных испытаний пилотируемого варианта намечено на 2018 год.
Dream Chaser — название американского многоразового транспортного орбитального ракетоплана, разрабатываемого с 2004 года компанией Sierra Nevada для снабжения орбитальных станций запасами и грузами (а в будущем, в семиместном варианте, — и для смены экипажа). Начало лётных испытаний намечено на 2019 год.
EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle) — программа эволюционного развития одноразовых ракет-носителей для использования (прежде всего) в интересах Министерства обороны США. В рамках программы, начатой в 1995 году, созданы носители семейств Delta IV и Atlas V; с 2015 года к ним присоединился Falcon 9.
EVA (Extra-Vehicular Activity) — английское название внекорабельной деятельности (ВКД) астронавтов (работы в открытом космосе или на поверхности Луны).
FAA (Federal Aviation Administration) — Федеральное управление гражданской авиации, регулирующее в США юридические вопросы коммерческих космических полётов.
Falcon 9 — название серии американских частично многоразовых носителей среднего класса, созданных частной компанией SpaceX. С 4 июня 2010 года по 1 мая 2017 года проведено 34 пуска ракет трёх модификаций, из них 31 — полностью успешный. До недавнего времени Falcon 9 служил как для выведения на орбиту беспилотных грузовых кораблей Dragon для снабжения МКС, так и для коммерческих пусков; сейчас включён в программу выведения на орбиту космических аппаратов по заказу американских правительственных ведомств.
Falcon Heavy — название американской частично многоразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, разрабатываемой компанией SpaceX на основе ступеней носителя Falcon-9. Первый полёт запланирован на осень 2017 года.
Gemini — название второй американской пилотируемой космической программы, в ходе которой астронавты на двухместном корабле совершали околоземные полёты в 1965-1966 годах.
H-2A (H-2B) — варианты японской одноразовой ракеты-носителя среднего класса, предназначенной для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. C 29 августа 2001 года по 17 марта 2017 года выполнено 33 пуска варианта H-2A (из них 32 успешных) и шесть пусков H-2B (все успешные).
HTV (H-2 Transfer Vehicle), он же «Коунотори», — название японского автоматического транспортного корабля, предназначенного для снабжения МКС грузами и совершающего полёты с 10 сентября 2009 года (выполнено шесть миссий, по плану осталось три).
JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) — агентство, осуществляющее координацию работ по исследованию космического пространства в Японии.
Mercury — название первой американской пилотируемой космической программы, в ходе которой астронавты на одноместном корабле совершали околоземные полёты в 1961-1963 годах.
NASA (National Aeronautics and Space Administration) — государственное управление, осуществляющее координацию работ по авиации и исследованиям космического пространства в США.
New Glenn — название частично многоразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, разрабатываемой компанией Blue Origin для коммерческих запусков и использования в лунной транспортной системе. Анонсирована в сентябре 2016 года, первый пуск планируется на 2020-2021 годы.
Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) — название многофункциональных пилотируемых кораблей, разрабатываемых NASA в рамках программы Exploration и предназначенных для полётов астронавтов на МКС и за пределы низкой околоземной орбиты. Начало лётных испытаний намечено на 2019 год.
Skylab — название первой американской космической станции, на которой в 1973-1974 годах работали три экспедиции астронавтов.
SLS (Space Launch System) — название американского семейства ракет-носителей сверхтяжёлого класса, разрабатываемых NASA в рамках программы Exploration и предназначенных для запуска элементов космической инфраструктуры (включая пилотируемые корабли Orion) на отлётные траектории. Начало лётных испытаний намечено на 2019 год.
SpaceShipOne (SS1) — название экспериментального многоразового суборбитального ракетоплана, созданного фирмой Scaled Composites, который стал первым негосударственным пилотируемым аппаратом, преодолевшим линию Кармана и добравшимся до космоса. Теоретически должен был нести экипаж из трёх человек, фактически управлялся одним пилотом.
SpaceShipTwo (SS2) — название многоразового многоместного (два пилота и шесть пассажиров) суборбитального ракетоплана фирмы Virgin Galactic, предназначенного для осуществления коротких туристических путешествий в космос.
Space Shuttle, иначе STS (Space Transportation System) — серия американских многоразовых пилотируемых транспортных космических кораблей, созданных по заказу NASA и Министерства обороны по государственной программе и совершивших 135 миссий в околоземное космическое пространство в период с 1981 по 2011 год.
Starliner (CST-100) — название американского частично многоразового пилотируемого транспортного корабля, разрабатываемого компанией Boeing по контракту с NASA в рамках программы CCP. Начало лётных испытаний намечено на 2018 год.
ULA (United Launch Alliance) — «Объединённый пусковой альянс», совместное предприятие, созданное в 2006 году компаниями Lockheed Martin и Boeing для экономически эффективной эксплуатации ракет-носителей Delta IV и Atlas V.
Vega — название европейской ракеты-носителя лёгкого класса, разработанной в международной кооперации при решающем участии Италии (компания Avio) для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. С 13 февраля 2012 года по 7 марта 2017 года выполнено девять миссий (все — успешно).
Vulcan — название перспективной американской ракеты, предназначенной для замены носителей Delta IV и Atlas V. Разрабатывается с 2014 года «Объединённым пусковым альянсом» ULA. Первый пуск планируется на 2019 год.
X-15 — американский экспериментальный ракетоплан, созданный фирмой North American по заказу NASA и Министерства обороны для изучения условий полёта на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценки новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий и психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Построено три ракетоплана, которые в 1959—1968 годах совершили 191 полёт, поставив несколько мировых рекордов скорости и высоты (в том числе 22 августа 1963 года достигнута высота 107 906 м).
Абляция — процесс уноса массы с поверхности твёрдого тела потоком набегающего газа, сопровождаемый поглощением теплоты. Лежит в основе абляционной теплозащиты, предохраняя конструкцию от перегрева.
«Ангара» — название российского КРК, а также семейства одноразовых модульных ракет-носителей лёгкого, среднего и тяжёлого классов, предназначенных для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. Первый пуск лёгкой ракеты «Ангара-1.2ПП» состоялся 9 июля 2014 года, первый пуск тяжёлого носителя «Ангара-А5» — 23 декабря 2014 года.
Апогей — наиболее удалённая от центра Земли точка орбиты спутника (естественного или искусственного).
Аэродинамическое качество — безразмерная величина, отношение подъёмной силы летательного аппарата к силе лобового сопротивления.
Баллистическая траектория — путь, по которому движется тело при отсутствии действия на него аэродинамических сил.
Баллистическая ракета — летательный аппарат, который после отключения двигателя и выхода за пределы плотных слоёв атмосферы летит по баллистической траектории.
«Восток» — название первого советского одноместного пилотируемого корабля, на котором космонавты совершали полёты в период с 1961 по 1963 год. Также — открытое наименование серии советских одноразовых ракет-носителей лёгкого класса, созданных на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 и использовавшихся в период с 1958 по 1991 год.
«Восход» — название многоместной модификации советского пилотируемого корабля «Восток», на которой космонавты совершили два полёта в 1964—1965 годах. Также — открытое наименование серии советских одноразовых ракет-носителей среднего класса, использовавшихся в период с 1963 по 1974 год.
Газовый ракетный двигатель (газовое сопло) — устройство, которое служит для преобразования в тягу потенциальной энергии сжатого рабочего тела (газа).
Гибридный ракетный двигатель (ГРД) — частный случай химического реактивного двигателя; устройство, использующее для создания тяги химическую энергию взаимодействия компонентов топлива, пребывающих в различном агрегатном состоянии (например, жидкий окислитель и твёрдое горючее). На таком принципе построены двигатели ракетопланов SpaceShipOne и SpaceShipTwo.
Гномон — астрономический инструмент в виде вертикальной стойки, позволяющий по наименьшей длине тени определить угловую высоту солнца на небе, а также направление истинного меридиана. Фотогномон с цветовой калибровочной шкалой служил для документирования образцов лунного грунта, собранного во время миссий Apollo.
ЕКА (Европейское космическое агентство) — организация, осуществляющая координацию деятельности европейских государств по изучению космического пространства.
Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) — частный случай химического реактивного двигателя; устройство, использующее для создания тяги химическую энергию взаимодействия жидких компонентов топлива, хранящихся на борту летательного аппарата.
Капсула — одно из названий бескрылого спускаемого аппарата искусственных спутников и космических кораблей.
Космический аппарат — общее название различных технических устройств, предназначенных для выполнения целевых задач в космическом пространстве.
Космический ракетный комплекс (КРК) — термин, характеризующий совокупность функционально связанных элементов (технического и стартового комплекса космодрома, измерительных средств космодрома, наземного комплекса управления космического аппарата, ракеты-носителя и разгонного блока), обеспечивающих выведение космического аппарата на целевую траекторию.
Линия Кармана — согласованная на международном уровне условная граница космоса, пролегающая на высоте 100 км (62 мили) над уровнем моря.
«Мир» — название модульной советской/российской орбитальной космической станции, которая летала в 1986-2001 годах, принимая многочисленные советские (российские) и международные экспедиции.
МКС (Международная космическая станция) — название пилотируемого комплекса, который был создан на околоземной орбите усилиями России, США, Европы, Японии и Канады для проведения научных исследований, связанных с условиями длительного пребывания человека в космическом пространстве. Англоязычная аббревиатура ISS (International Space Station).
Многоступенчатая (составная) ракета — устройство, у которого по мере израсходования топлива происходит последовательный сброс использованных и ненужных для дальнейшего полёта элементов конструкции (ступеней).
Мягкая посадка — касание космического аппарата поверхности планеты или другого небесного тела, при котором вертикальная скорость позволяет обеспечить сохранность конструкции и систем аппарата и/или комфортные условия для экипажа.
Наклонение орбиты — угол между плоскостью орбиты естественного или искусственного спутника и плоскостью экватора тела, вокруг которого обращается спутник.
Орбита — траектория (чаще всего эллиптическая), по которой одно тело (например, естественный спутник или космический аппарат) движется относительно центрального тела (Солнца, Земли, Луны и т.д.). В первом приближении околоземная орбита характеризуется такими элементами, как наклонение, высота перигея и апогея и период обращения.
Первая космическая скорость — наименьшая скорость, которую необходимо придать телу в горизонтальном направлении у поверхности планеты, чтобы оно вышло на круговую орбиту. Для Земли — примерно 7,9 км/с.
Перегрузка — векторная величина, отношение суммы силы тяги и/или аэродинамической силы к весу летательного аппарата.
Перигей — ближайшая к центру Земли точка орбиты спутника.
Период обращения — промежуток времени, в течение которого спутник совершает полный оборот вокруг центрального тела (Солнца, Земли, Луны и т. д.)
Пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТК НП) «Федерация» — многоразовый четырёх-шестиместный корабль, разрабатываемый Ракетно-космической корпорацией «Энергия» для обеспечения доступа в космос с российский территории (с космодрома Восточный), доставки людей и грузов на орбитальные станции, полётов на полярную и экваториальную орбиту, исследования Луны и посадки на неё. Создаётся в рамках ФКП-2025, начало лётных испытаний намечено на 2021 год, первый пилотируемый полёт со стыковкой с МКС должен состояться в 2023 году.
«Прогресс» — название серии советских (российских) беспилотных автоматических кораблей для доставки топлива, грузов и припасов на космические станции «Салют», «Мир» и МКС. С 20 января 1978 года по 22 февраля 2017 года запущено 135 кораблей различных модификаций, из них 132 — успешно.
«Протон-М» — название российской одноразовой ракеты-носителя тяжёлого класса, предназначенной для выведения полезных грузов на околоземные орбиты и отлётные траектории. Создана на базе «Протона-К»; первый полёт данной модификации состоялся 7 апреля 2001 года. До 9 июня 2016 года выполнено 98 пусков, из них 9 полностью и 1 частично неудачных.
Разгонный блок (РБ), наиболее близкий по смыслу западный эквивалент — «верхняя ступень» (upper stage), — ступень ракеты-носителя, предназначенная для формирования целевой траектории космического аппарата. Примеры: Centaur (США), «Бриз-М», «Фрегат», ДМ (Россия).
Ракета-носитель — в настоящее время единственное средство выведения полезной нагрузки (спутника, зонда, космического корабля или автоматической станции) в космическое пространство.
Ракета-носитель сверхтяжёлого класса (РН СТК) — условное наименование российской опытно-конструкторской разработки, предназначенной для создания средства выведения элементов космической инфраструктуры (включая пилотируемые корабли) на отлётные траектории (к Луне и Марсу).
Различные предложения по созданию носителя сверхтяжёлого класса на базе модулей ракет «Ангара-А5В», «Энергия 1К» и «Союз-5». Графика В. Штанина
Ракетный двигатель твёрдого топлива (РДТТ) — частный случай химического реактивного двигателя; устройство, которое использует для создания тяги химическую энергию взаимодействия твёрдых компонентов топлива, хранящихся на борту летательного аппарата.
Ракетоплан — крылатый летательный аппарат (самолёт), использующий для разгона и/или полёта ракетный двигатель.
РД-180 — мощный маршевый жидкостный ракетный двигатель тягой 390 тс на уровне моря, работающий на кислороде и керосине. Создан российским НПО «Энергомаш» по заказу американской фирмы Pratt and Whitney для установки на носители семейства Atlas III и Atlas V. Серийно производится в России и поставляется в США с 1999 года.
Роскосмос — краткое название Федерального космического агентства (в период с 2004 по 2015 год, с 1 января 2016 года — госкорпорация «Роскосмос»), государственной организации, которая осуществляет координацию работ по изучению и освоению космического пространства в России.
«Салют» — название серии советских долговременных орбитальных станций, которые летали по околоземной орбите в период с 1971 по 1986 год, принимая советские экипажи и космонавтов из стран социалистического содружества (программа «Интеркосмос»), Франции и Индии.
«Союз» — название семейства советских (российских) многоместных пилотируемых кораблей для полётов по околоземной орбите. С 23 апреля 1967 года по 14 мая 1981 года 39 кораблей совершали полёт с экипажем на борту. Также — открытое название серии советских (российских) одноразовых ракет-носителей среднего класса, использовавшихся для запуска полезных нагрузок на околоземные орбиты с 1966 по 1976 год.
«Союз-ФГ» — название российской одноразовой ракеты-носителя среднего класса, которая с 2001 года доставляет корабли — пилотируемые (семейства «Союз») и автоматические («Прогресс») — на околоземную орбиту.
«Союз-2» — название семейства современных российских одноразовых ракет-носителей лёгкого и среднего класса, которые с 8 ноября 2004 года выводят различные полезные грузы на околоземные орбиты и отлётные траектории. В вариантах «Союз-ST» с 21 октября 2011 года запускается с европейского космодрома Куру во Французской Гвиане.
«Союз Т» — название транспортного варианта советского пилотируемого корабля «Союз», который с апреля 1978 года по март 1986 года совершил 15 пилотируемых полётов к орбитальным станциям «Салют» и «Мир».
«Союз ТМ» — название модифицированного варианта советского (российского) транспортного пилотируемого корабля «Союз», который с мая 1986 года по ноябрь 2002 года совершил 33 пилотируемых полёта к орбитальным станциям «Мир» и МКС.
«Союз ТМА» — название антропометрического варианта модификации российского транспортного корабля «Союз», созданного для расширения допустимого диапазона роста и веса членов экипажа. С октября 2002 года по ноябрь 2011 года совершил 22 пилотируемых полёта к МКС.
«Союз ТМА-М» — дальнейшая модернизация российского транспортного корабля «Союз ТМА», которая с октября 2010 года по март 2016 года выполнила 20 пилотируемых полётов к МКС.
«Союз МС» — окончательный вариант российского транспортного корабля «Союз», который совершил первую миссию к МКС 7 июля 2016 года.
Суборбитальный полёт — движение по баллистической траектории с кратковременным выходом в космическое пространство. При этом скорость полёта может быть как меньше, так и больше местной орбитальной (вспомним американский зонд Pioneer-3, имевший скорость выше первой космической, но всё равно упавший на Землю).
«Тяньгун» — название серии китайских орбитальных пилотируемых станций. Первая (лаборатория «Тяньгун-1») была запущена 29 сентября 2011 года.
«Шэньчжоу» — название серии современных китайских трёхместных пилотируемых космических кораблей для полётов по околоземной орбите. С 20 ноября 1999 года по 16 октября 2016 года запущено 11 кораблей, из них 7 — с космонавтами на борту.
Химический реактивный двигатель — устройство, в котором энергия химического взаимодействия компонентов топлива (окислителя и горючего) преобразуется в кинетическую энергию реактивной струи, создающей тягу.
Электрический ракетный двигатель (ЭРД) — устройство, в котором для создания тяги рабочее тело (обычно хранящееся на борту летательного аппарата) разгоняется с помощью внешнего подвода электрической энергии (нагрев и расширение в реактивном сопле либо ионизация и разгон заряженных частиц в электрическом (магнитном) поле).
Ионный электроракетный двигатель имеет малую тягу, но большую экономичность, обусловленную высокой скоростью истечения рабочего тела
Система аварийного спасения — совокупность устройств для спасения экипажа космического корабля в случае аварии ракеты-носителя, т. е. при возникновении ситуации, в которой невозможен вывод на целевую траекторию.
Скафандр — индивидуальный герметичный костюм, обеспечивающий условия для работы и жизнедеятельности космонавта в разрежённой атмосфере или в космическом пространстве. Различаются аварийно-спасательные и скафандры для внекорабельной деятельности.
Спускаемый (возвращаемый) аппарат — часть космического аппарата, предназначенная для спуска и посадки на поверхность Земли или другого небесного тела.
Специалисты группы поиска и спасения рассматривают спускаемый аппарат китайского зонда «Чанъэ-5-Т1», вернувшийся на Землю после облёта Луны. Фото CNSA
Тяга — реактивная сила, приводящая в движение летательный аппарат, на котором установлен ракетный двигатель.
Федеральная космическая программа (ФКП) — основной документ Российской Федерации, определяющий перечень основных задач в области гражданской космической деятельности и их финансирование. Составляется на десятилетие. Текущая ФКП-2025 действует в период с 2016 по 2025 год.
«Феникс» — название опытно-конструкторской работы в рамках ФКП-2025 по созданию ракеты-носителя среднего класса для использования в составе космических ракетных комплексов «Байтерек», «Морской старт» и РН СТК.
Характеристическая скорость (ХС, ΔV) — скалярная величина, характеризующая изменение энергии летательного аппарата при использовании ракетных двигателей. Физический смысл — скорость (измеряется в метрах в секунду), которую приобретёт аппарат, двигаясь по прямой только под действием силы тяги при определённых затратах топлива. Используется (в том числе) для оценки затрат энергии, потребных на выполнение ракетодинамических маневров (потребная ХС), либо располагаемой энергетики, определяемой бортовым запасом топлива или рабочего тела (располагаемая ХС).
Вывоз на старт ракеты-носителя «Энергия» с орбитальным кораблём «Буран»
«Энергия» — «Буран» — советский КРК с ракетой-носителем сверхтяжёлого класса и многоразовым крылатым орбитальным кораблём. Разрабатывался с 1976 года как ответ американской системе Space Shuttle. В период с мая 1987 года по ноябрь 1988 года совершил два полёта (с массогабаритным аналогом полезной нагрузки и с орбитальным кораблём соответственно). Программа закрыта в 1993 году.
ЭПАС (экспериментальный полёт «Аполлон» — «Союз») — совместная советско-американская программа, в ходе которой в 1975 году пилотируемые корабли «Союз» и Apollo совершили взаимный поиск, стыковку и совместный полёт по околоземной орбите. В США известна как ASTP (Apollo-Soyuz Test Project).
В этот день в 1972 году президент США Ричард Никсон утвердил программу НАСА по созданию многоразовых транспортных космических кораблей
. Наш обзор посвящен самым интересным и необычным проектам кораблей данного класса со всего мира.
Boeing X-20 Dyna Soar
Первый многоразовый космический корабль был разработан в США еще в 1963 году. Проект Boeing X-20 Dyna-Soar представлял собой многоцелевой военный орбитальный самолет. Dyna-Soar был самым инновационным космическим проектом того времени, однако строительство первых машин было вскоре прекращено, а проект закрыт.
Спираль
В середине 60-х годов в СССР началась разработка проекта "Спираль" в ответ на американский Dyna-Soar. Предполагалось, что орбитальный самолет будет разгоняться пассажирским авиалайнером до скорости около 6 Маха. В 1969 году разработка была приостановлена и продолжилась в середине 70-х. Были проведены испытательные полеты на дозвуковом Миг-105.11, однако вскоре проект закрылся окончательно.
Space Shuttle
Первый челнок по легендарной программе Space Shuttle был запущен 12 апреля 1981 года. Конструкция машины состояла из трех ступеней: многоразовых твердотопливных ракетных ускорителей, топливного бака с жидким водородом и кислородом и самого орбитального аппарата. По задумке инженеров, шаттлы должны были доставлять грузы между Землей и орбитальными станциями. За всю историю программы было доставлено около 1400 тонн различных грузов. Программа завершилась в 2011 году. Всего было произведено 135 запусков пяти шаттлов: Колумбия, Челленджер, Дискавери, Атлантис и Индевор. Колумбия и Челленджер погибли в результате катастроф.
Буран
В ответ на американский "Шаттл", в Советском Союзе с 1976 года началась разработка программы Энергия-Буран. Первый и единственный полет по этой программе был осуществлен 15 ноября 1988 года без участия пилотов. В 1993 году программа была официально закрыта.
Заря
В 1985-1989 годах в Советском Союзе велась разработка многоразового космического корабля "Заря". В 1987 году был создан эскизный проект машины. Главная отличительная особенность от других кораблей того времени заключалась в механике посадки при помощи реактивных двигателей. Однако из-за сокращения финансирования, проект был остановлен.
Avatar
Индийская программа Avatar была анонсирована в мае 1998 года. По словам инженеров, машина обеспечит максимально дешевую транспортировку грузов на орбиту. Avatar будет пользоваться обычными аэродромами для взлета и посадки. Строительством первого прототипа космолета занимается частная компания CIM Technologies.
Skylon
Британский проект Skylon компании Reaction Engines Limited стартовал в 2000 году. Сейчас он находится в поиске финансирования. По словам инженеров, корабли системы Skylon позволят заметно сократить расходы на транспортировку грузов на околоземную орбиту. Космолет будет способен перевозить около 200 тонн грузов. В 2013 году Британское правительство согласилось выделить 60 млн. фунтов стерлингов на поддержку проекта.
Шеньлунь
Китайский многоразовый космолет Шеньлунь («Космический самолёт «Дракон»») разрабатывается с начала 2000-х годов. Он будет запускаться с бомбардировщика H-6K. Первый суборбитальный полет "Дракон" совершил 8 января 2011.
Русь
В 2009 году РКК «Энергия» начала разработку транспортной космической системы "Русь". Корабль будет заниматься доставкой грузов на орбиту и обеспечивать безопасность воздушного пространства. Кроме того, модуль будет осуществлять полеты к Луне. Беспилотные испытания начнутся в 2018 году.
МАКС
Разработка проекта началась еще в 1980 году и привлекла внимание множества экспертов, однако его развитие набрало обороты только в 2012 году. На данный момент разрабатываются челноки для взлета с самолетов-носителей М-55 «Геофизика» и ЗМ-Т. Проект МАКС предполагает вывод на орбиту туристов и малых коммерческих грузов.
Как вы помните, последний запуск американского шаттла был осуществлен Nasa в 2011 году. Таким образом, Соединенные Штаты лишились возможности доставки своих астронавтов и грузов в открытый космос. Но это продлилось недолго.
На горизонте начало появляться новое поколение частных орбитальных и суборбитальных космических аппаратов. Предлагаем вам взглянуть на самые перспективные частные космические корабли, предназначенные для перевозки экипажа и груза.
Космический аппарат Lynx
XCOR Aerospace’s Lynx является рассчитанным на 2-х человек суборбитальным космическим самолетом. Он сделан таким образом, чтобы взлетать и садиться на обычную взлетно-посадочную полосу аэропорта. Дополнительно к платным туристическим рейсам, это космическое средство предназначается также для проведения научных экспериментов во время кратковременных перелетов.
После успешного окончания испытаний космический корабль Lynx даст возможность туристам, заплатившим $95 000, подняться вместе с пилотом на высоту 100 километров над поверхностью земного шара и полюбоваться видами Земли на границе между космосом и атмосферой, а также побывать в состоянии невесомости.
SpaceShipTwo является частным суборбитальным космическим кораблем, который может перевозить 6 пассажиров и 2-х членов экипажа. Максимальная высота полета этого судна, по словам авиаконструктора Берта Рутана, предполагается 160-320 км. Это даст возможность увеличить время пребывания в невесомости до 6 минут. Цена билета для путешествия на космическом корабле SpaceShipTwo примерно будет составлять $200 000. Первый тестовый полет был произведен в 2010 году. Его коммерческая эксплуатация состоится после проведения ряда испытаний.
Компания Armadillo Aerospace, разработавшая космический корабль для суборбитальных полетов, была основана крупнейшим мультимиллионером, Джоном Кармаком, являющегося соучредителем фирмы, выпустившей популярные компьютерные игры Quake, Wolfenstein 3D и DOOM. В этом космическом средстве будет находиться комната для двух пассажиров. Space Adventures совместно с Armadillo Aerospace планируют продавать билеты на корабль по цене $110 000, и даже можно будет совершить полет вокруг Луны за $100 000 000.
Американской компанией Bigelow Aerospace разрабатывается частный орбитальный космический комплекс, вывод на орбиту которого запланирован в конце 2015 года. Эта станция предназначается не только для космического туризма, а также и для проведения научных исследований. Два экспериментальных модуля уже были запущены в 2006 и в 2007 годах. Технология изготовления новой станции от Bigelow Aerospace держится в строжайшем секрете. Известно только то, что в составе поверхности модуля присутствует 20 слоев, оболочка может выдержать температуру от -120 до +120 градусов Цельсия, а также эта станция способна устоять при ударе очень крупного космического тела.
Проект самолета, предназначенного для запуска ракет, Stratolaunch совместно начали один из основателей знаменитой компании Microsoft Пол Аллен и специалист в области космических технологий Берт Рутэн. Размах крыльев этого громадного летального аппарата будет составлять целых 117 метров, а вес – около 544 тонн. Его предназначение заключается в том, чтобы поднять в космос ракету, которая весит 222 тонны. Основное предназначение конструкции Stratolaunch состоит в доставке грузов и спутников в открытый космос, а также планируется отправлять на этом самолете астронавтов. Первый операционный запуск самолета предполагается в 2016 году.
Разработку системы запуска космонавтов на низкую орбиту начала компания Liberty Launch Vehicle совместно с Lockheed Martin и Astrium. Усовершенствованная ракета Liberty величиной в 91 метр будет производить доставку на орбиту капсулы с пассажирами в количестве до 7 человек. Запуск первого астронавта запланирован в конце этого года. Если этот проект будет успешным, то с 2016 года могут осуществляться коммерческие полеты.
Blue Origin является частной аэрокосмической компанией, созданной с целью осуществления космического туризма Джефри Безосом, основателем Amazon.com. Его Space Vehicle сможет перевозить около 7 человек, а, кроме того, грузы. Также компанией ведутся разработки многоразовой первой ступени ракеты-носителя для того, чтобы удешевить запуск. Регулярные коммерческие полеты запланированы на 2016-2018 года. Кроме того, компания Blue Origin занималась созданием суборбитального корабля New Shepard, рассчитанного на экипаж из 3-х человек и груз. Летные испытания этого корабля уже были проведены в штате Техас.
Этот корабль был представлен компанией Sierra Nevada, получившей от NASA больше 100 миллионов долларов на поддержку своих проектов. Dream Chaser является небольшим космическим кораблем, способным вместить 7 астронавтов и доставить их на низкую орбиту. В основе этого проекта лежат разработки NASA, которым насчитывается более 20 лет. Старт корабля предполагается вертикальный, а посадка – горизонтальная, как у шаттла. В 2016 году космический аппарат Dream Chaser, возможно, уже будет готов к полетам.
Космический аппарат для низких орбит CST-100 разрабатывает компания Boeing. Он способен вместить 7 астронавтов. NASA активно финансирует этот проект. Государством в него уже вложено более $100 000. Корабль CST-100 сможет осуществлять мягкую посадку при возникновении внештатной ситуации. Начало беспилотных полетов планируется уже в этом году, а в 2017 году будет осуществлен пилотируемый орбитальный полет с экипажем в составе 2-х человек.
Аппарат Dragon является пока что единственным в мире действующим космическим грузовым кораблем, который способен к возвращению на Землю. Его разработала компания SpaceX по заказу NASA, вложившего в этот проект более миллиарда долларов. Основное предназначение корабля Dragon состоит в доставке и возвращении полезных грузов на Международную космическую станцию. В перспективе планируется доставлять на станцию и людей.
Спасибо что рассказали о нас друзьям!
В ноябре прошлого года во время TVIW (астрономического семинара в Теннесси, посвященного межзвездным перелетам) Роб Суинни – бывший командир эскадрильи Королевских Военно-воздушных сил, инженер и магистр наук, ответственный за проект «Икар» - представил доклад о работе, проделанной над проектом за последнее время. Суинни освежил в памяти публики историю «Икара»: от вдохновения идеями проекта «Дедал», освещенными в докладе BIS (Британское межпланетное общество – старейшая организация, поддерживающая космические исследования) в 1978, до совместного решения БИС и компании энтузиастов Tau Zero возобновить исследования в 2009 году, и до последних известий о проекте, датированных 2014 годом.
Оригинальный проект 78-го года имел простую по формулировке, но сложную в осуществлении цель – ответить на вопрос, поставленный Энрике Ферми: «Если существует разумная жизнь за пределами Земли, и межзвездные перелеты возможны, то почему нет доказательств наличия других инопланетных цивилизаций?». Исследования «Дедала» были направлены на разработку дизайна межзвездного космического корабля с использованием существующих технологий в разумных экстраполяциях. И результаты работы прогремели на весь научный мир: создание такого корабля действительно возможно. Доклад о проекте был подкреплен детальным планом корабля, использующего термоядерный синтез дейтерия-гелия-3 из предварительно заготовленных гранул. «Дедал» затем служил ориентиром для всех последующих разработок в сфере межзвездных перелетов в течение 30 лет.
Однако после такого долгого срока было необходимо пересмотреть идеи и технические решения, принятые в «Дедале», чтобы оценить, насколько они выдержали проверку временем. Кроме того, за этот период совершались новые открытия, изменение конструкции в соответствии с ними улучшило бы общие показатели корабля. Также организаторы хотели заинтересовать подрастающее поколение астрономией и строительством межзвездных космических станций. Новый проект был назван в честь Икара, сына Дедала, что, не смотря на негативный оттенок имени, соответствовало первым словам в отчете 78-го года:
«Мы надеемся, что этот вариант заменит собой будущий дизайн, аналог Икара, в котором найдут отображения последние открытия и технические инновации, чтобы Икар смог достичь еще непокоренных Дедалом высот. Надеемся, благодаря развитию наших идей настанет день, когда человечество буквально прикоснется к звездам».
Итак, «Икар» создан именно как продолжение «Дедала». Показатели старого проекта и по сей день выглядят весьма многообещающе, но все же должны быть доработаны и обновлены:
1) В «Дедале» использовались релятивистские пучки электронов для компрессии гранул топлива, но последующие исследования показали, что этот метод не способен дать необходимый импульс. Вместо него в лабораториях для термоядерного синтеза используют пучки ионов. Тем не менее, такой просчет, стоивший Национальному комплексу термоядерных реакций 20 лет работы и 4 миллиардов долларов, показал сложность обращения с термоядерным синтезом даже в идеальных условиях.
2) Главным препятствием, с которым столкнулся «Дедал» - Гелий-3. Его нет на Земле, и поэтому добывать его нужно из отдаленных от нашей планеты газовых гигантов. Этот процесс слишком дорогостоящий и сложный.
3) Еще одна проблема, которую придется решить «Икару» - брак информации об ядерных реакциях. Именно недостаток сведений дал возможность 30 лет назад сделать весьма оптимистичные расчеты воздействия облучения всего корабля гамма-лучами и нейтронами, без выброса которых не обойтись двигателю на термоядерном синтезе.
4) Тритий был использован в гранулах топлива для зажигания, но тепла от распада его атомов выделялось слишком много. Без должной системы охлаждения зажигание топлива будет сопровождаться зажиганием всего остального.
5) Декомпрессия баков с топливом вследствие опорожнения может стать причиной взрыва в камере сгорания. Для решения этой проблемы в конструкцию бака добавлены утяжелители, уравновешивающие давление в разных частях механизма.
6) Последняя сложность – обслуживание судна. По проекту, корабль оснащен парой роботов, похожих на R2D2, которые при помощи диагностических алгоритмов будут выявлять и устранять возможные повреждения. Такие технологии кажутся очень сложными даже сейчас, в компьютерную эру, что уж говорить о 70-х.
Новая команда дизайнеров уже не ограничена созданием маневренного корабля. Для исследования объектов «Икар» использует зонды, перевозимые на борту судна. Это не только упрощает задачу дизайнеров, но и значительно уменьшает время на изучение звездных систем. Вместо дейтерия-гелия-3, новый космический корабль работает на чистом дейтерий-дейтерие. Не смотря на больший выброс нейтронов, новое топливо не только увеличит КПД двигателей, но и избавит от необходимости добывать ресурсы с поверхности других планет. Дейтерий активно добывается из океанов и используется в АЭС, работающих на тяжелой воде.
Тем не менее, человечеству до сих пор не удалось получить контролируемую реакцию распада с выделением энергии. Затянувшаяся гонка лабораторий всего мира за экзотермическим ядерным синтезом тормозит проектирование корабля. Так что вопрос об оптимальном топливе для межзвездного судна остается открытым. В попытке найти решение в 2013 году был проведен внутренний конкурс среди подразделений БИС. Выиграла команда WWAR Ghost из Мюнхенского университета. Их дизайн основан на термоядерном синтезе при помощи лазера, который обеспечивает быстрое нагревание топлива до необходимой температуры.
Не смотря на оригинальность идеи и некоторых инженерных ходов, конкурсанты не смогли решить главную дилемму – выбор топлива. К тому же корабль-победитель огромен. Он превосходит по размерам «Дедала» в 4-5 раз, а другие методы термоядерного синтеза могут нуждаться в меньшем пространстве.
Соответственно, было принято решение продвигать 2 типа двигателей: основанный на термоядерном синтезе и базирующийся на пинче Беннета (плазменный двигатель). Кроме того, параллельно дейтерий-дейтерию рассматривают и старую версию с тритием-гелием-3. Фактически гелий-3 дает лучшие результаты в любом виде двигателей, так что ученые работают над способами его получения.
В работах всех участников конкурса прослеживается интересная зависимость: некоторые элементы конструкции (зонды для исследования окружающей среды, хранилища топлива, системы вторичного электропитания и прочие) любого корабля остаются неизменными. Однозначно можно утверждать следующее:
- Корабль будет горячим. Любой способ сжигания любого из представленных видов топлива сопровождается выбросом большого количества тепла. Дейтерий требует наличия массивной системы охлаждения из-за непосредственного выделения тепловой энергии во время реакции. Магнитно-плазменный двигатель будет создавать вихревые токи в окружающих металлах, также нагревая их. На Земле уже существуют радиаторы достаточной мощности, чтобы эффективно охлаждать тела температурой более 1000 C, осталось адаптировать их для нужд и условий звездолета.
- Судно будет колоссальных размеров. Одной из главных задач, поставленных перед проектом «Икар», было уменьшение габаритов, но со временем стало понятно, что для термоядерных реакций требуется много пространства. Даже варианты дизайна с самой маленькой массой весят десятки тысяч тонн.
- Корабль будет длинным. «Дедал» был весьма компактен, каждая его часть совмещалась с другой, как матрешка. В «Икаре» попытки минимизировать радиоактивное воздействие на судно привели к его удлинению (это хорошо продемонстрировано в проекте «Светлячок» за авторством Роберта Фриленда).
Роб Суинни сообщил, что к проекту «Икар» присоединилась группа из Университета Дрексела. «Новички» продвигают идею использования PJMIF (системы, основанной на струйной подаче плазмы при помощи магнитов, при этом плазма расслаивается, обеспечивая условия для ядерных реакций). Этот принцип на данный момент самый эффективный. По сути, это симбиоз двух методов ядерных реакций, он вобрал в себя все плюсы инерциального и магнитного термоядерного синтеза, такие как уменьшение массы конструкции, и значительное уменьшение стоимости. Их проект называется «Зевс».
После этой встречи состоялся TVIW, на котором Суинни обозначил предварительную дату завершения проекта «Икар» – август 2015 года. Последний доклад будет включать в себя упоминания о модификациях старых наработок «Дедала» и нововведениях, полностью созданных новой командой. Завершил семинар монолог Роба Суинни, в котором он сказал: «Загадки Вселенной ждут нас где-то там! Время выбираться отсюда!»
