Космічні апарати. Штучні супутники землі

Космічні апарати у всьому своєму різноманітті - одночасно гордість і турбота людства. Їх створенню передувала багатовікова історія розвитку науки і техніки. Космічна ера, що дозволила людям з боку поглянути на світ, в якому вони живуть, піднесла нас на новий щабель розвитку. Ракета в космосі сьогодні - це не мрія, а предмет турбот висококласних фахівців, перед якими стоять завдання щодо удосконалення існуючих технологій. Про те, які види космічних апаратів виділяють і чим вони один від одного відрізняються, піде мова в статті.

Визначення

Космічні апарати - узагальнена назва для будь-яких пристроїв, призначених для роботи в умовах космосу. Є кілька варіантів їх класифікації. У самому простому випадку виділяють космічні апарати пілотовані і автоматичні. Перші, у свою чергу, поділяються на космічні кораблі і станції. Різні за своїми можливостями і призначенням, вони подібні багато в чому за будовою і використовуваному устаткуванню.

Особливості польоту

Будь космічний апарат після старту проходить через три основних стадії: виведення на орбіту, власне політ і посадка. Перший етап передбачає розвиток апаратом швидкості, необхідної для виходу в космічний простір. Для того щоб потрапити на орбіту, її значення має бути 7,9 км / с. Повне подолання земного тяжіння припускає розвиток другої космічної швидкості, рівний 11,2 км / с. Саме так рухається ракета в космосі, коли її метою є віддалені ділянки простору Всесвіту.

Після звільнення від тяжіння слід другий етап. У процесі орбітального польоту рух космічних апаратів відбувається за інерцією, за рахунок приданого їм прискорення. Нарешті, стадія посадки передбачає зниження швидкості корабля, супутника або станції практично до нуля.

«Начинка»

Кожен космічний апарат оснащується обладнанням під стати тим завданням, які він покликаний вирішити. Проте основне розбіжність пов`язана з так званим цільовим обладнанням, необхідним якраз для отримання даних та різних наукових досліджень. В іншому оснащення у космічних апаратів схоже. У нього входять наступні системи:

• енергозабезпечення - найчастіше постачають космічні апарати необхідною енергією сонячні або радіоізотопні батареї, хімічні акумулятори, ядерні реактори;
• зв`язок - здійснюється при використанні радіохвильового сигналу, при істотному видаленні від Землі особливо важливим стає точне наведення антени;
• життєзабезпечення - система характерна для пілотованих космічних апаратів, завдяки їй стає можливим перебування людей на борту;
• орієнтація - як і будь-які інші кораблі, космічні оснащені обладнанням для постійного визначення власного положення в просторі;
• рух - двигуни космічних апаратів дозволяють вносити зміни в швидкість польоту, а також в його напрямок.

Класифікація

Один з основних критеріїв для поділу космічних апаратів на типи - це режим роботи, визначає їхні можливості. За цією ознакою виділяють апарати:

• розміщуються на геоцентричної орбіті, або штучні супутники Землі;
• ті, метою яких є вивчення віддалених ділянок космосу, - автоматичні міжпланетні станції;
• використовувані для доставки людей або необхідного вантажу на орбіту нашої планети, називаються вони космічними кораблями, можуть бути автоматичними або ж пілотованими;
• створені для перебування людей в космосі протягом тривалого періоду, - це орбітальні станції;
• займаються доставкою людей і вантажів з орбіти на поверхню планети, вони називаються спускаються;
• здатні досліджувати планету, безпосередньо розташовуючись на її поверхні, і пересуватися по ній, - це планетоходи.

Зупинимося докладніше на деяких типах.

ШСЗ (штучні супутники Землі)

Першими апаратами, запущеними в космос, були штучні супутники Землі. Фізика та її закони роблять виведення будь-якого подібного пристрою на орбіту непростим завданням. Будь апарат повинен подолати тяжіння планети і потім не втратити на неї. Для цього супутнику необхідно рухатися з першою космічною швидкістю або трохи швидше. Над нашою планетою виділяють умовну нижню межу можливого розташування ШСЗ (проходить на висоті 300 км). Більш близьке розміщення призведе до досить швидкого гальмування апарату в умовах атмосфери.

Спочатку тільки ракети-носії могли доставляти на орбіту штучні супутники Землі. Фізика, однак, не стоїть на місці, і сьогодні розробляються нові способи. Так, один із часто використовуваних останнім часом методів - запуск з борту іншого супутника. У планах застосування та інших варіантів.

Орбіти космічних апаратів, що обертаються навколо Землі, можуть пролягати на різній висоті. Природно, від цього залежить і час, необхідний на одне коло. Супутники, період обертання яких дорівнює добі, розміщуються на так званій геостаціонарній орбіті. Вона вважається найбільш цінною, оскільки апарати, що знаходяться на ній, для земного спостерігача здаються нерухомими, а значить, відсутня необхідність створення механізмів повороту антен.

АМС (автоматичні міжпланетні станції)

Величезне число відомостей про різні об`єкти Сонячної системи вчені отримують за допомогою космічних апаратів, які направляються за межі геоцентричної орбіти. Об`єкти АМС - це і планети, і астероїди, і комети, і навіть галактики, доступні для спостереження. Завдання, які ставляться перед такими апаратами, вимагають величезних знань і сил від інженерів і дослідників. Місії АМС представляють собою втілення технічного прогресу і є одночасно його стимулом.

Пілотований космічний корабель

Апарати, створені для доставки людей до призначеної мети і повернення їх назад, в технологічному плані нітрохи не поступаються описаним видам. Саме до цього типу належить «Восток-1», на якому здійснив свій політ Юрій Гагарін.

Найскладніше завдання для творців пілотованого космічного корабля - забезпечення безпеки екіпажу під час повернення на Землю. Також значущою частиною таких апаратів є система аварійного порятунку, в якій може виникнути необхідність під час виведення корабля в космос за допомогою ракети-носія.

Космічні апарати, як і вся космонавтика, невпинно удосконалюються. Останнім часом у ЗМІ можна було часто бачити повідомлення про діяльність зонда «Розетта» і спускається апарату «Філи». Вони втілюють всі останні досягнення в області космічного кораблебудування, розрахунку руху апарата і так далі. Посадка зонда «Філи» на комету вважається подією, порівнянним з польотом Гагаріна. Найцікавіше, що це не вінець можливостей людства. Нас ще чекають нові відкриття і досягнення в плані як освоєння космічного простору, так і будови літальних апаратів.