Детская энциклопедия

Меню сайта











Спуск с орбиты

Пока все космические корабли летают по так называемым самотормозящимся орбитам. Первые спутники тормозились от трения об атмосферу, снижались и сгорали в более плот­ных ее слоях. Чем ниже орбита, тем меньше живет спутник. «Низкие» орбиты позволили максимально обезопасить полет человека: в случае отказа тормозных устройств корабль будет тормозиться в атмосфере и опустится на Землю сравнительно скоро. Конечно, время и место приземления в этом случае нельзя предугадать точно. Орбита корабля «Восход» была поднята над Землей значительно выше (апогей — 409 км). Поэтому уже нельзя было рассчитывать на самоторможение.

Чтобы обеспечить безопасный возврат космо­навтов на Землю, на корабле были установле­ны два тормозных двигателя (один из них — запасной).

Корабли «Восток» и «Восход» могли спу­ститься с орбиты, используя как автоматиче­ское, так и ручное управление. Перед спуском корабль разворачивается с помощью двигателей ориентации так, чтобы ось тормозного двига­теля совпадала с направлением полета, а сила тяги этого двигателя была направлена навстре­чу полету, т. е. чтобы двигатель «тянул назад» и тормозил корабль. Запас энергии корабля падает, и он снижается... увеличивая скорость! Именно увеличивая, а не уменьшая. Это одно из свойств космических полетов.

Затормозив, корабль оказывается в плот­ных слоях атмосферы и из орбитального по­лета переходит на крутоспадающую траекто­рию спуска. После того как будет пройдена зона воздействия высоких температур, вклю­чается система приземления, т. е. дополнитель­ная система торможения в нижних слоях атмос­феры, которая обеспечит кораблю приземление с малой скоростью.

Пилот, находящийся на корабле «Восток», может приземлиться как в самом корабле, так и на парашюте после катапультирования и отделения кресла от корабля. Трехместному «Восходу» конструкторы обеспечили «мягкую посадку». Необходимость иметь в запасе еще и катапультирование полностью отпала.

Основная проблема при возвращении из космоса — тепловая защита корабля ниже 250—100 км, когда уже сказывается сопро­тивление атмосферы. Ученые занялись этой проблемой еще до запуска первых спут­ников. Уже тогда было ясно: какую ни выбрать

траекторию спуска, придется защищать аппа­рат от перегрева и выдерживать весовые пере­грузки. Проще всего было бы спускаться по пла­нирующей траектории, тогда торможение может быть как угодно медленным, будут малы­ми перегрузки и перегревы. Но для планирую­щего спуска кораблю нужны крылья. Крылатый корабль мог бы снижаться и по рикошети­рующей траектории. Когда-нибудь такие ко­рабли будут как бы нырять в земную атмосфе­ру, тормозиться в ней и снова выскакивать, чтобы остывать,— и так несколько раз, пока не будет погашена большая часть скорости корабля.

Но пока такие планирующие космопланы не созданы, наиболее эффективный спо­соб — применять тормозной двигатель. Пред­лагались, правда, и тормозящие «паруса», но, чтобы спуститься с высоты 500 до 80 км при помощи «паруса» в 200 м2, кораблю пришлось бы сделать миллион оборотов вокруг Земли.

Тяга тормозного двигателя должна быть направлена строго по касательной к траекто­рии полета. Чем резче будет тормозиться ко­рабль, тем меньше понадобится ему горючего и тем, следовательно, он может быть легче.

При быстром прохождении атмосферы по­верхность кабины нагревается очень сильно. Гагарин наблюдал при спуске, как за жаро­прочным иллюминатором буквально бушевало пламя. Но за малое время спуска сгореть успевает только слой тепловой защиты, да и то лишь частично, а сама кабина не прогре­вается. При медленном торможении поверхно­стный нагрев будет меньше, но общее количество выделившегося тепла больше, а значит, отвести тепло и изолировать кабину сложнее.

Тормозить корабль в воздухе могут пара­шюты. Парашютные системы открываются сразу же после входа корабля в плотные слои атмосферы. Но последний этап спуска — при­земление — они обеспечить не могут. Если бы корабль приземлялся только на парашюте, удар его о почву мог бы вызвать перегрузку, опасную для жизни космонавта. Именно из-за этого один из полетов в Америке чуть было не окончился трагически.

Для смягчения удара предлагаются разные способы. Можно перед посадкой надувать под кораблем воздушные мешки: в момент посадки воздух сожмется, а частично будет выдавлен через специальные отверстия, на ото изра­сходуется какая-то энергия, значит, умень­шится и перегрузка. Можно разместить на днище ячеистые соты из тонкой алюминиевой фольги или какой-либо пленки и заполнить их воздухом — такая подушка также смягчит удар.

Предлагается даже «прыгающая» посадка: корабль с плоским овальным днищем должен, подпрыгивая по грунту (как плоский камень по воде), постепенно погасить свою скорость. Правда, пока такой способ рассматривается всерьез лишь для доставки грузов.

Самый идеальный способ приземления «мягкая» посадка, впервые примененная на корабле «Восход». Этот способ самый дорогой и сложный, так как нужно включать двига­тель и расходовать топливо, но в принципе он может обеспечить любую скорость (а зна­чит, и «мягкость») посадки. Скорость снижаю­щегося корабля гасится реактивными двига­телями, которые автоматически включаются на небольшом расстоянии от Земли. Тормозные двигатели действуют в сторону, проти­воположную направлению полета, и плавно снижают скорость корабля. Он как бы пови­сает в воздухе. Перегрузки при таком при­землении могут быть очень малы, а сам удар может вовсе отсутствовать.

На корабле «Восход» через некоторое время после того, как кончил работать основной тормозной двигатель и корабль стал сходить с орбиты, был отделен от кабины приборный отсек. В «аккуратном» спуске его на Землю нет необходимости, а лишний вес усложнил бы систему приземления.

Скорость была погашена при спуске в ос­новном за счет торможения в атмосфере, где нагрузку приняла тепловая защита кабины корабля. Затем на высоте 5 км при скорости снижения около 220 м/сек были автоматически раскрыты парашюты, на них кабина и про­должала свой спуск. И только перед самой Землей был включен двигатель мягкой посадки.

Из сказанного видно, что строить пасса­жирские космопланы, выходящие из космоса без сильных перегрузок, станет возможным, лишь когда будут созданы мощные ракеты, способные вывести на орбиту многие тонны полезного груза, в том числе горючее, или крылья и сложные системы термозащиты.

Полеты на кораблях «Восток» и «Восход» подтвердили, что советские ученые и инже­неры научились создавать космические кораб­ли, которые полностью обеспечивают активный творческий полет.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016