О КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЯХ И КОСМОНАВТАХ

В XIX веке некоторые исследователи делают предположения об исполь­зовании ракет в качестве летательного аппарата. Одним из таких ученых был русский революционер Н. И. Кибальчич (1853—1881), создавший схему ле­тательного аппарата с пороховым двигателем.

Отцом космонавтики по праву считается Константин Эдуардович Циол-ковский (1857—1935). Еще в 1883 году он впервые описал космический ко-рабль с ракетным двигателем, а в 1895 году высказал мысль о создании искусственных спутников Земли. В 1903 году была опубликована его работа«Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней впер-вые излагались основные законы теорий полета ракеты, были обоснованывозможности использования ракет для межпланетных полетов. |

В 1931 году в СССР была создана группа изучения реактивного движения (ГИРД). В ее организации принимали участие выдающиеся советские ученые Ф. А. Цандер и С. П. Королев. В ГИРДе были построены спроектированные Ф. А. Цандером ракетные двигатели. 17 августа 1933 г. под Москвой (в Наха-бино) взлетела в небо первая советская ракета ГИРД-09 с жидкостным реак­тивным двигателем. Она была создана под руководством С. П. Королева по проекту М. К. Тихонравова.

В конце 1933 года был образован Реактивный научно-исследовательский институт (РНИЙ), что дало новый толчок развитию ракетостроения в нашей стране. В период с 1934 по 1938 год были произведены экспериментальные запуски многих ракет, разработанных РНИИ.

Великая Отечественная война помешала дальнейшему научному поиску и исследованиям в области ракетостроения, и лишь сразу после ее окончания возобновилась активная работа.

4 октября 1957 года — начало космической эры человечества. Мощная ракета^ стартовавшая с советского космодрома Байконур, впервые в мире вывела на орбиту искусственный спутник Земли.

Первым человеком, поднявшимся в космос, был гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин. Полет Гагарина, совершенный 12 апреля 1961 года, продолжался 108 минут. Но именно эти минуты вошли в историю освоения космоса. Вслед за Гагариным еще пять советских космонавтов со­вершили выдающиеся полеты на кораблях «Восток».

В октябре 1964 года на новом корабле «Восход» в космос поднялись сразу три космонавта: В. Комаров, К. Феоктистов и Б. Егоров. Новый корабль су­щественно отличался от кораблей «Восток». На базе корабля «Восход-1» был создан «Восход-2», имевший шлюзовую камеру для выхода из корабля в открытый космос. На втором витке полета 18 марта 1965 года космонавт А. Леонов в специальном скафандре вышел в открытое космическое про­странство.

Важной вехой в развитии советской космонавтики было появление в 1967 году многоцелевого космического корабля «Союз» с орбитальным отсеком, что значительно расширило исследовательские возможности космической пилотируемой техники. Корабли «Союз-4» и «Союз-5» впервые произвели' стыковку и таким образом создали первую экспериментальную станцию в космосе. Последующие годы ознаменовались новыми выдающимися дости­жениями советской космонавтики. Полеты «Союзов» стали уже привычны­ми, когда 19 апреля 1971 года на орбиту Земли был выведен совершенно новый космический аппарат — орбитальная научная станция «Салют».

Первый в истории мировой космонавтики международный полет пило­тируемых кораблей «Союз» и «Аполлон» был совершен в июле 1975 года. В кабине «Союза» находились советские космонавты, а в «Аполлоне» — американский экипаж. За время совместного полета в течение двух суток космонавты совершили четыре перехода из корабля в корабль. Полностью выполнив программу, экипажи благополучно вернулись на Землю.

Почти за три десятилетия, прошедших со времени полета Юрия Гагарина, более 60 советских космонавтов выполняли испытательные и научно-исследовательские работы на космических кораблях и орбитальных стан­циях. Многие космонавты побывали в околоземном пространстве несколько раз.

Побывали в космосе и советские женщины-космонавты Валентина Тереш­кова и Светлана Савицкая. Светлана Савицкая участвовала в двух космиче­ских экспедициях, во время одной из которых она первой из женщин планеты работала в открытом космосе.

На советских космических кораблях выполняли полеты представители Чехословакии, Польши, ГДР, Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Монголии, Ку­бы, Румынии, Франции, Индии, Сирии.

Неузнаваемо изменились пилотируемые космические аппараты. Орби­тальные станции «Салют» первого поколения имели один стыковочный узел, а станции второго поколения «Салют-6» и «Салют-7» — два стыковоч­ных узла, что позволило находиться у их «причала» пилотируемому и гру­зовому кораблям или двум пилотируемым кораблям. 20февраля 1986 года был осуществлен запуск орбитальной станции третьего поколения — стан­ции «Мир». Главная ее особенность состоит в том, что станция оснащена но­вой системой стыковки с шестью стыковочными узлами. На станции макси­мально автоматизированы процессы управления движением, работой борто­вых систем и научной аппаратуры на базе современной электронно-вычисли­тельной техники, созданы более комфортные условия для работы й отдыха космонавтов, установлено новое оборудование. Это качественно новый шаг в освоении околоземного пространства: переход от долговременных орби­тальных станций к постоянно обитаемым орбитальным комплексам. Впереди новые, еще более яркие и впечатляющие страницы истории советской космо­навтики.

ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ

Полеты в космос стали возможны только после создания мощных ракет-носителей. Раке та-носитель является основной частью ракетно-космического комплекса, включающего также разнообразное наземное оборудование для старта, управления и контроля за полетом ракет и космических аппаратов. Современная ракета-носитель — это многоступенчатая управляемая бал­листическая ракета, служащая для выведения в космос искусственных спут­ников Земли, космических кораблей, межпланетных автоматических стан­ций.

Движение ракеты в пространстве основано на ракето динамическомпринципе, который заключается в использовании реактивной силы, возни-кающей в результате отбрасывания с большой скоростью массы сгорающегов двигателях ракеты топлива (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Принципиальная'схема ракетного двигателя.

Траектория полета космического корабля состоит из двух основных участ­ков: участка выведения, на котором кораблю с помощью ракетных двигате­лей сообщается необходимая скорость в заданном направлении, и орбиталь­ного участка, на котором движение космического аппарата осуществляется в основном по инерции. Рассмотрим траекторию полета многоступенчатой . ракеты-носителя (рис. 8.2). От стартового устройства ракета движется верти-

кальнр вверх — участок OA назы­вается стартовым. После, пролета ракетой точки А по команде с Зем­ли она начинает отклоняться от вертикального направления — этап выведения (участок АГ). На этом этапе полет происходит следующим образом. Когда выгорит топливо первой ступени ракеты-носителя, эта ступень отделяется (участок АБ) и включается двигатель сле­дующей ступени, под действием тя­ги которого продолжается разгон ракеты до достижения ею опреде­ленной скорости, соответствующей назначению космического корабля (участки БВ и ВГ). Точка Г — ко­нечная точка активного участка и одновременно начальная точка сво­бодного полета. ''

Для того чтобы космический ко­рабль совершал орбитальный по­лет, он должен иметь на орбите оп­ределенную скорость, при которой центробежная сила F, действующая на корабль, будет уравновешивать силу его притяжения к Земле G (рис. 8.3).

Итак, ракета-носитель, сообщив космическому кораблю первую кос­мическую скорость (7,9 км/с), за­ставит его лететь по орбите вокруг Земли. Эта орбита представляет со­бой эллиптическую траекторию. Таким образом, двигаясь по эллип­тической траектории, космический корабль то приближается к Земле, то удаляется от нее.

Рассмотрим силы, действующие на ракету-носитель в полете (рис.

8.4). В момент вертикального старта на ракету действуют две силы, направ­ленные в противоположные стороны,— сила тяжести G и сила тяги Р. Как только сила тяги превысит силу тяжести, ракета станет подниматься и на нее начнет действовать аэродинамическая сила R. Сила тяжести приложена в центре тяжести (ЦТ) ракеты-носителя, а аэродинамическая — в центре давления (ЦД), Центр давления — это точка пересечения равно­действующей всех аэродинамических сил с продольной осью ракеты. Центр давления ракеты обычно не совпадает с центром ее тяжести. -

При проектировании ракет (как и других летательных аппаратов) стре-

мятся так разместить грузы вдоль оси, чтобы центр давления находился

сзади центра тяжести. В этом случае полет ракеты-носителя будет устойчи-

вым. _