اولین سفینه فضایی سیاره زمین. اولین سفینه فضایی سرنشین دار اسپوتنیک وستوک 1

100 سال پیش، بنیان‌گذاران فضانوردی به سختی می‌توانستند تصور کنند که سفینه‌های فضایی پس از یک پرواز به زباله‌دان پرتاب شوند. جای تعجب نیست که اولین طرح های کشتی قابل استفاده مجدد و اغلب بالدار بودند. مدت زمان طولانی- تا همان آغاز پروازهای سرنشین دار - آنها در تابلوهای طراحی طراحان با Vostoks و Mercurys یکبار مصرف رقابت کردند. افسوس که بیشتر کشتی های قابل استفاده مجدد پروژه باقی ماندند و تنها سیستم قابل استفاده مجدد (Space Shuttle) بسیار گران قیمت و دور از قابل اعتمادترین بود. چرا این اتفاق افتاد؟

موشک بر اساس دو منبع است - هوانوردی و توپخانه. شروع هوانوردی به قابلیت استفاده مجدد و بالدار بودن نیاز داشت، در حالی که توپخانه مستعد این بود یکبار مصرف"پرتابه موشک". راکت های رزمی، که فضانوردی عملی از آنها رشد کرد، البته یکبار مصرف بودند.

وقتی نوبت به تمرین رسید، طراحان با طیف وسیعی از مشکلات پرواز با سرعت بالا، از جمله بارهای مکانیکی و حرارتی بسیار بالا مواجه شدند. از طریق تحقیقات نظری و همچنین آزمون و خطا، مهندسان توانستند شکل بهینه کلاهک و مواد محافظ حرارتی مؤثر را انتخاب کنند. و هنگامی که مسئله توسعه فضاپیمای واقعی در دستور کار قرار گرفت، طراحان با یک انتخاب مفهومی مواجه شدند: ساخت یک "هواپیما" فضایی یا یک دستگاه کپسولی شبیه به سر یک هواپیمای بین قاره ای. موشک بالستیک? از آنجایی که مسابقه فضایی با سرعت دیوانه کننده ای در جریان بود، ساده ترین راه حل انتخاب شد - از این گذشته، از نظر آیرودینامیک و طراحی، کپسول بسیار ساده تر از یک هواپیما است.

به سرعت مشخص شد که در سطح فنی آن سال ها، ساخت یک کشتی کپسولی قابل استفاده مجدد تقریبا غیرممکن بود. کپسول بالستیک با سرعت زیادی وارد جو می شود و سطح آن می تواند تا 2500-3000 درجه گرم شود. یک هواپیمای فضایی که از کیفیت آیرودینامیکی به اندازه کافی بالایی برخوردار است، تقریباً نیمی از دما را در هنگام فرود از مدار (1300-1600 درجه) تجربه می کند، اما مواد مناسب برای حفاظت حرارتی آن هنوز در دهه 1950-1960 ایجاد نشده بود. تنها محافظت حرارتی مؤثر در آن زمان، یک پوشش فرسوده عمداً یکبار مصرف بود: ماده پوشش دهنده توسط جریان گاز ورودی، ذوب شده و از سطح کپسول تبخیر می شد، گرما را جذب و منتقل می کرد، که در غیر این صورت باعث گرمای غیرقابل قبول نزول می شد. وسیله نقلیه.

تلاش برای قرار دادن همه سیستم ها در یک کپسول واحد - یک سیستم محرکه با مخازن سوخت، سیستم های کنترل، پشتیبانی حیاتی و منبع تغذیه - منجر به افزایش سریع جرم دستگاه شد: اندازه های بیشترکپسول ها، جرم پوشش محافظ حرارتی بیشتر است (که برای مثال از فایبرگلاس آغشته به رزین های فنلی با چگالی نسبتاً بالا استفاده می شود). با این حال، ظرفیت حمل وسایل نقلیه پرتاب آن زمان محدود بود. راه حل در تقسیم کشتی به محفظه های کاربردی پیدا شد. "قلب" سیستم پشتیبانی از زندگی کیهان نورد در یک کابین نسبتاً کوچک کپسول با محافظ حرارتی قرار داده شد و بلوک های سیستم های باقی مانده در محفظه های جداشدنی یکبار مصرف قرار گرفتند که طبیعتاً هیچ پوشش محافظ حرارتی نداشتند. به نظر می رسد که منابع اندک سیستم های اصلی نیز طراحان را به سمت چنین تصمیمی سوق داده است. فناوری فضایی. به عنوان مثال، یک موتور موشک سوخت مایع برای چند صد ثانیه "زندگی" می کند و برای اینکه منبع آن را تا چند ساعت افزایش دهید، باید تلاش بسیار زیادی انجام دهید.

پس زمینه کشتی های قابل استفاده مجدد
یکی از اولین پروژه های توسعه یافته فنی شاتل فضایی یک هواپیمای موشکی بود که توسط یوگن سنگر طراحی شد. در سال 1929 این پروژه را برای پایان نامه دکتری خود انتخاب کرد. طبق تصور مهندس اتریشی که تنها 24 سال سن داشت، هواپیمای راکتی قرار بود به مدار پایین زمین برود، مثلاً ایستگاه مداری را سرویس دهد و سپس با کمک بال ها به زمین بازگردد. در اواخر دهه 1930 و اوایل دهه 1940، در یک مؤسسه تحقیقاتی بسته که مخصوصاً ایجاد شده بود، مطالعه عمیقی روی یک هواپیمای موشکی به نام "بمب افکن ضد پا" انجام داد. خوشبختانه این پروژه در رایش سوم اجرا نشد، اما نقطه شروع بسیاری شد. کار پس از جنگهم در غرب و هم در اتحاد جماهیر شوروی.

بنابراین، در ایالات متحده آمریکا، به ابتکار V. Dornberger (رئیس برنامه V-2 در آلمان فاشیست)، در اوایل دهه 1950، بمب افکن موشکی Bomi طراحی شد که یک نسخه دو مرحله ای از آن می تواند نزدیک باشد. -مدار زمین در سال 1957، ارتش ایالات متحده کار بر روی هواپیمای موشکی DynaSoar را آغاز کرد. قرار بود این دستگاه ماموریت های ویژه (بازرسی ماهواره ها، عملیات شناسایی و ضربتی و ...) را انجام دهد و در یک پرواز برنامه ریزی به پایگاه بازگردد.

در اتحاد جماهیر شوروی، حتی قبل از پرواز یوری گاگارین، انواع مختلفی از وسایل نقلیه سرنشین دار قابل استفاده مجدد بالدار در نظر گرفته شد، مانند VKA-23 (طراح اصلی V.M. Myasishchev)، "136" (A.N. Tupolev) و همچنین پروژه P.V. . Tsybin، معروف به "Lapotok"، به دستور S.P. ملکه.

در نیمه دوم دهه 1960 در اتحاد جماهیر شوروی در دفتر طراحی A.I. میکویان به سرپرستی G.E. Lozino-Lozinsky، کار بر روی سیستم هوافضای قابل استفاده مجدد Spiral در حال انجام بود، که شامل یک هواپیمای تقویت کننده مافوق صوت و یک هواپیمای مداری بود که با استفاده از تقویت کننده موشک دو مرحله ای به مدار پرتاب شد. این هواپیمای مداری از نظر اندازه و هدف مشابه DynaSoar بود، اما از نظر شکل و جزئیات فنی متفاوت بود. گزینه پرتاب اسپیرال به فضا با استفاده از پرتابگر سایوز نیز در نظر گرفته شد.

به دلیل سطح فنی ناکافی آن سال ها، هیچ یک از پروژه های متعدد وسایل نقلیه بالدار قابل استفاده مجدد در دهه 1950-1960 مرحله طراحی را ترک نکرد.

اولین تجسم

و با این حال، ایده موشک های قابل استفاده مجدد و فناوری فضایی ثابت شد. تا پایان دهه 1960، در ایالات متحده و کمی بعد در اتحاد جماهیر شوروی و اروپا، ذخیره قابل توجهی در زمینه آیرودینامیک مافوق صوت، ساختارهای جدید و مواد محافظ حرارتی انباشته شده بود. و مطالعات نظری با آزمایش‌ها، از جمله پروازهای تجربی، تقویت شدند هواپیماکه معروف ترین آنها X-15 آمریکایی بود.

در سال 1969، ناسا اولین قراردادها را با شرکت های هوافضای ایالات متحده منعقد کرد تا ظاهر سیستم حمل و نقل فضایی امیدوارکننده شاتل فضایی (به انگلیسی - "Space Shuttle") را مطالعه کند. طبق پیش‌بینی‌های آن زمان، در آغاز دهه 1980، جریان محموله‌های زمین-مدار-زمین به 800 تن در سال می‌رسید و شاتل‌ها باید سالانه 50-60 پرواز انجام می‌دادند و فضاپیماها را برای اهداف مختلف تحویل می‌دادند. و همچنین خدمه و محموله برای ایستگاه های مداری. انتظار می رفت که هزینه پرتاب محموله به مدار بیش از 1000 دلار در هر کیلوگرم نباشد. در همان زمان، شاتل فضایی به توانایی بازگرداندن بارهای به اندازه کافی بزرگ از مدار، به عنوان مثال، ماهواره های چند تنی گران قیمت برای تعمیرات روی زمین نیاز داشت. لازم به ذکر است که کار بازگرداندن محموله از مدار از برخی جهات دشوارتر از فرستادن آنها به فضا است. به عنوان مثال، در فضاپیمای سایوز، فضانوردانی که از ایستگاه فضایی بین‌المللی باز می‌گردند می‌توانند کمتر از صد کیلوگرم چمدان ببرند.

در می 1970، ناسا پس از تجزیه و تحلیل پیشنهادات دریافت شده، سیستمی با دو مرحله بالدار را انتخاب کرد و قراردادهایی را برای توسعه بیشتر پروژه توسط راکول آمریکای شمالی و مک دانل داگلاس منعقد کرد. با وزن پرتاب حدود 1500 تن، قرار بود از 9 تا 20 تن محموله به مدار پایین پرتاب کند. قرار بود هر دو مرحله به دسته‌هایی از موتورهای اکسیژن-هیدروژن با نیروی رانش 180 تنی مجهز شوند. با این حال، در ژانویه 1971، الزامات مورد بازنگری قرار گرفت - وزن خروجی به 29.5 تن و وزن اولیه به 2265 تن افزایش یافت. طبق محاسبات، راه اندازی این سیستم بیش از 5 میلیون دلار هزینه نداشت، اما توسعه آن 10 میلیارد دلار تخمین زده شد - بیش از آنچه کنگره ایالات متحده آماده تخصیص آن بود (فراموش نکنیم که ایالات متحده در آن زمان در حال جنگ بود. در هندوچین).

ناسا و شرکت های توسعه با وظیفه کاهش هزینه پروژه حداقل به نصف مواجه شدند. در چارچوب یک مفهوم کاملاً قابل استفاده مجدد، این امر محقق نشد: توسعه حفاظت حرارتی برای مراحل با مخازن برودتی حجیم بسیار دشوار بود. ایده ای وجود داشت که تانک ها را بیرونی و یکبار مصرف بسازیم. سپس آنها مرحله اول بالدار را به نفع تقویت کننده های سوخت جامد شروع کننده قابل استفاده مجدد رها کردند. پیکربندی سیستم ظاهری آشنا برای همه به خود گرفت و هزینه آن، حدود 5 میلیارد دلار، در محدوده های مشخص شده قرار گرفت. درست است که هزینه راه اندازی در همان زمان به 12 میلیون دلار افزایش یافت، اما این کاملا قابل قبول در نظر گرفته شد. همانطور که یکی از توسعه دهندگان به شدت به شوخی گفت، "شاتل توسط حسابداران طراحی شده است، نه مهندسان."

توسعه کامل شاتل فضایی که به راکول آمریکای شمالی (بعداً راکول بین المللی) سپرده شد، در سال 1972 آغاز شد. در زمان راه اندازی این سیستم (و اولین پرواز کلمبیا در 12 آوریل 1981 انجام شد - دقیقاً 20 سال پس از گاگارین)، از هر نظر یک شاهکار فناوری بود. این فقط هزینه توسعه آن بیش از 12 میلیارد دلار است. امروز هزینه یک پرتاب به 500 میلیون دلار می رسد! چطور؟ از این گذشته ، اصولاً قابل استفاده مجدد باید ارزان تر از یک بار مصرف باشد (حداقل از نظر یک پرواز)؟

اولاً ، پیش بینی ها برای حجم ترافیک محموله محقق نشد - معلوم شد که مرتبه ای کمتر از حد انتظار است. ثانیاً، سازش بین مهندسان و تأمین کنندگان مالی به نفع کارایی شاتل نبود: هزینه تعمیر و بازسازی تعدادی از واحدها و سیستم ها به نصف هزینه تولید آنها رسید! تعمیر و نگهداری از محافظ حرارتی سرامیکی منحصر به فرد گران بود. در نهایت، رد مرحله اول بالدار منجر به این واقعیت شد که برای استفاده مجددتقویت‌کننده‌های سوخت جامد مجبور بودند عملیات‌های گران قیمت جستجو و نجات را سازماندهی کنند.

علاوه بر این، شاتل فقط می توانست در حالت سرنشین دار کار کند که هزینه هر ماموریت را به میزان قابل توجهی افزایش داد. کابین فضانوردان از کشتی جدا نیست، به همین دلیل است که در برخی از مناطق پرواز هر حادثه جدی با یک فاجعه همراه با مرگ خدمه و از دست دادن شاتل همراه است. قبلاً دو بار این اتفاق افتاده است - با Challenger (28 ژانویه 1986) و کلمبیا (1 فوریه 2003). آخرین فاجعه نگرش را نسبت به برنامه شاتل فضایی تغییر داده است: پس از سال 2010، "شاتل ها" از رده خارج خواهند شد. آنها با Orions جایگزین خواهند شد، که ظاهراً بسیار یادآور پدربزرگشان - کشتی آپولو - است و دارای یک کپسول نجات قابل استفاده مجدد برای خدمه است.

هرمس، فرانسه/ESA، 1979-1994. یک هواپیمای مداری که به صورت عمودی توسط موشک آریان-5 پرتاب شد و با مانور جانبی تا 1500 کیلومتر به صورت افقی فرود آمد. وزن پرتاب - 700 تن، مرحله مداری - 10-20 تن. خدمه - 3-4 نفر، محموله خروجی - 3 تن، برگشت - 1.5 تن

شاتل های نسل جدید

از زمان آغاز اجرای برنامه شاتل فضایی، بارها در جهان تلاش هایی برای ایجاد فضاپیماهای قابل استفاده مجدد جدید صورت گرفته است. پروژه هرمس در اواخر دهه 1970 در فرانسه شروع به توسعه کرد و سپس در چارچوب آژانس فضایی اروپا ادامه یافت. این هواپیمای فضایی کوچک که به شدت یادآور پروژه DynaSoar (و Clipper در حال توسعه در روسیه) است، قرار بود با موشک یکبار مصرف آریان-5 به مدار پرتاب شود و چندین خدمه و حداکثر سه تن محموله را به مدار زمین برساند. ایستگاه. با وجود طراحی نسبتا محافظه کارانه، مشخص شد که هرمس فراتر از قدرت اروپا است. در سال 94 این پروژه که حدود 2 میلیارد دلار هزینه داشت بسته شد.

پروژه هواپیمای فضایی بدون سرنشین با برخاست و فرود افقی (HOTOL) که در سال 1984 توسط British Aerospace پیشنهاد شد، بسیار خارق‌العاده‌تر بود. طبق برنامه قرار بود این خودروی بالدار تک مرحله ای مجهز به یک پیشرانه منحصر به فرد باشد که در پرواز اکسیژن هوا را مایع کرده و از آن به عنوان اکسید کننده استفاده می کند. هیدروژن به عنوان سوخت خدمت می کرد. کمک مالی برای کار از طرف دولت (سه میلیون پوند استرلینگ) پس از سه سال به دلیل نیاز به هزینه های هنگفت برای نشان دادن مفهوم یک موتور غیر معمول متوقف شد. یک موقعیت میانی بین HOTOL "انقلابی" و محافظه کار "Hermes" توسط پروژه سیستم هوافضای Sanger اشغال شده است که در اواسط دهه 1980 در آلمان توسعه یافت. اولین مرحله در آن یک هواپیمای تقویت کننده مافوق صوت با موتورهای توربورام جت ترکیبی بود. پس از رسیدن به 4-5 سرعت صوت، یا هواپیمای هوافضای سرنشین دار هوروس یا استیج بار یکبار مصرف کارگوس از پشت آن پرتاب شد. اما این پروژه عمدتاً به دلایل مالی از مرحله "کاغذی" خارج نشد.

پروژه NASP آمریکایی توسط رئیس جمهور ریگان در سال 1986 به عنوان یک برنامه ملی هواپیماهای هوافضا معرفی شد. این هواپیمای تک مرحله ای که اغلب در مطبوعات به عنوان "Orient Express" از آن یاد می شود، ویژگی های پرواز فوق العاده ای داشت. آنها توسط موتورهای رم جت مافوق صوت تهیه می شدند که به گفته کارشناسان می توانستند با اعداد ماخ از 6 تا 25 کار کنند. اما پروژه با مشکلات فنی مواجه شد و در اوایل دهه 1990 بسته شد.

"بوران" شوروی در مطبوعات داخلی (و خارجی) به عنوان یک موفقیت بی قید و شرط معرفی شد. اما با انجام تنها پرواز بدون سرنشین در 15 نوامبر 1988، این کشتی به فراموشی سپرده شد. انصافاً باید گفت که بوران کمتر از شاتل فضایی کامل نیست. و از نظر ایمنی و تطبیق پذیری استفاده، حتی از رقیب خارجی خود نیز پیشی گرفت. بر خلاف آمریکایی ها، متخصصان شوروی هیچ توهمی در مورد مقرون به صرفه بودن یک سیستم قابل استفاده مجدد نداشتند - محاسبات نشان داد که یک موشک یکبار مصرف کارآمدتر است. اما هنگام ایجاد بوران، جنبه دیگر اصلی بود - شاتل شوروی به عنوان یک سیستم فضایی نظامی توسعه یافت. با پایان " جنگ سرداین جنبه در پس زمینه محو شده است که در مورد امکان سنجی اقتصادی نمی توان گفت. و بوران زمان بدی را با آن سپری کرد: هزینه راه اندازی آن به عنوان پرتاب همزمان چند صد ناو سایوز. سرنوشت بوران رقم خورد.

مزایا و معایب

علیرغم این واقعیت که برنامه های جدید برای توسعه کشتی های قابل استفاده مجدد مانند قارچ پس از باران ظاهر می شوند، تاکنون هیچ یک از آنها موفقیت آمیز نبوده است. پروژه های ذکر شده در بالا توسط Hermes (فرانسه، ESA)، HOTOL (بریتانیا کبیر) و Sanger (آلمان) به هیچ نتیجه ای نرسیدند. "Zavis" بین دوران MAKS - سیستم هوافضای قابل استفاده مجدد شوروی-روسیه. برنامه های NASP (هواپیمای ملی هوافضا) و RLV (وسایل نقلیه پرتابی با قابلیت استفاده مجدد) که آخرین تلاش ایالات متحده برای ایجاد نسل دوم MTKS برای جایگزینی شاتل فضایی است نیز شکست خورد. دلیل این ثبات غیر قابل رشک چیست؟

MAKS، اتحاد جماهیر شوروی/روسیه، از سال 1985. سیستم قابل استفاده مجدد با شروع هوا، فرود افقی. وزن برخاست - 620 تن، مرحله دوم (با مخزن سوخت) - 275 تن، هواپیمای مداری - 27 تن. خدمه - 2 نفر، محموله - تا 8 تن. طبق گفته توسعه دهندگان (NPO Molniya)، MAKS نزدیکترین به اجرا است. پروژه کشتی قابل استفاده مجدد

در مقایسه با وسیله نقلیه پرتاب یکبار مصرف، ایجاد یک سیستم حمل و نقل قابل استفاده مجدد "کلاسیک" بسیار گران است. به خودی خود، مشکلات فنی سیستم های قابل استفاده مجدد قابل حل است، اما هزینه راه حل آنها بسیار بالا است. افزایش دفعات استفاده گاهی نیاز به افزایش بسیار قابل توجه جرم دارد که منجر به افزایش هزینه می شود. برای جبران افزایش جرم، مواد ساختاری و محافظ حرارتی فوق سبک و فوق العاده قوی (و گرانتر) و همچنین موتورهایی با پارامترهای منحصر به فرد استفاده می شود (و اغلب از ابتدا اختراع می شود). و استفاده از سیستم های قابل استفاده مجدد در زمینه سرعت های مافوق صوت که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته اند، مستلزم هزینه های قابل توجهی برای تحقیقات آیرودینامیکی است.

و با این حال، این به هیچ وجه به این معنی نیست که سیستم های قابل استفاده مجدد، در اصل، نمی توانند نتیجه دهند. موقعیت زمانی تغییر می کند در تعداد زیادراه اندازی می کند. فرض کنید هزینه توسعه سیستم 10 میلیارد دلار است. سپس با 10 پرواز (بدون هزینه نگهداری بین پروازی) هزینه توسعه 1 میلیارد دلاری در هر پرتاب و با هزار پرواز - فقط 10 میلیون! با این حال، به دلیل کاهش کلی "فعالیت کیهانی بشر"، تنها می توان رویای چنین تعداد پرتاب را داشت ... بنابراین، آیا می توانیم به سیستم های قابل استفاده مجدد پایان دهیم؟ اینجا همه چیز خیلی واضح نیست.

اولاً رشد «فعالیت فضایی تمدن» منتفی نیست. کمی امید می دهد بازار جدیدتوریسم فضایی. شاید در ابتدا کشتی های کوچک و متوسط ​​از نوع "ترکیبی" (نسخه های قابل استفاده مجدد از انواع یکبارمصرف "کلاسیک") مانند هرمس اروپایی یا نزدیک تر به ما، گیره روسی، مورد تقاضا باشد. . آنها نسبتاً ساده هستند، آنها را می توان با وسایل نقلیه پرتاب معمولی (از جمله، احتمالاً از قبل موجود) یکبار مصرف به فضا پرتاب کرد. بله، چنین طرحی هزینه ارسال محموله به فضا را کاهش نمی دهد، اما اجازه می دهد تا هزینه ماموریت به طور کلی کاهش یابد (از جمله برداشتن بار تولید سریالکشتی ها). علاوه بر این، وسایل نقلیه بالدار این امکان را فراهم می کند که به شدت نیروهای G را که بر روی فضانوردان در هنگام فرود وارد می شوند، کاهش دهند، که یک مزیت بدون شک است.

ثانیا، که به ویژه برای روسیه مهم است، استفاده از مراحل بالدار قابل استفاده مجدد این امکان را فراهم می کند که محدودیت ها در آزیموت پرتاب برداشته شود و هزینه مناطق محروم اختصاص داده شده برای میدان های ضربه قطعات خودروی پرتاب را کاهش دهد.

کلیپر، روسیه، از سال 2000. جدید در حال توسعه است سفینه فضاییبا یک کابین قابل استفاده مجدد برای تحویل خدمه و محموله به مدار پایین زمین و ایستگاه مداری. پرتاب عمودی توسط موشک سایوز-2، فرود افقی یا چتر نجات. خدمه 5-6 نفر است، وزن پرتاب کشتی تا 13 تن، وزن فرود تا 8.8 تن است. تاریخ مورد انتظار اولین پرواز مداری سرنشین دار 2015 است.

موتورهای مافوق صوت
برخی از کارشناسان امیدوارکننده ترین نوع سیستم های رانش برای هواپیماهای هوافضای قابل استفاده مجدد با برخاست افقی، موتورهای رم جت مافوق صوت (موتورهای اسکرام جت) یا، همانطور که معمولاً آنها را موتورهای رم جت با احتراق مافوق صوت می نامند، در نظر می گیرند. طرح موتور بسیار ساده است - نه کمپرسور دارد و نه توربین. جریان هوا توسط سطح دستگاه و همچنین در یک ورودی هوای مخصوص فشرده می شود. به طور معمول، تنها قسمت متحرک موتور پمپ بنزین است.

ویژگی اصلی اسکرام جت این است که در سرعت های پروازی شش یا بیشتر از سرعت صوت، جریان هوا زمان کاهش سرعت در مجرای ورودی به سرعت مافوق صوت را ندارد و احتراق باید در جریان مافوق صوت رخ دهد. و این مشکلات خاصی را به همراه دارد - معمولاً سوخت در چنین شرایطی زمان لازم برای سوزاندن را ندارد. برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که تنها سوخت مناسب برای موتورهای اسکرام جت هیدروژن است. درست است، اخیراً نتایج دلگرم کننده ای با سوخت هایی مانند نفت سفید به دست آمده است.

علیرغم این واقعیت که موتورهای مافوق صوت از اواسط دهه 1950 مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، هنوز یک نمونه اولیه پرواز در اندازه کامل ساخته نشده است: پیچیدگی محاسبه فرآیندهای دینامیکی گاز در سرعت‌های مافوق صوت به آزمایش‌های پرهزینه پرواز در مقیاس کامل نیاز دارد. علاوه بر این، مواد مقاوم در برابر حرارت مورد نیاز است که در برابر اکسیداسیون در سرعت‌های بالا مقاوم باشند، همچنین به یک سیستم تامین سوخت و خنک‌کننده بهینه برای اسکرام جت در پرواز نیاز است.

یک اشکال قابل توجه موتورهای مافوق صوت این است که آنها از ابتدا نمی توانند کار کنند، دستگاه باید توسط دیگران، به عنوان مثال، موتورهای توربوجت معمولی، به سرعت مافوق صوت شتاب داده شود. و البته، یک اسکرام جت فقط در جو کار می کند، بنابراین برای رفتن به مدار به یک موتور موشک نیاز دارید. نیاز به قرار دادن چندین موتور روی یک دستگاه، طراحی یک هواپیمای هوافضا را بسیار پیچیده می کند.

کثرت چندوجهی

گزینه ها برای اجرای سازنده سیستم های قابل استفاده مجدد بسیار متنوع هستند. هنگام بحث در مورد آنها، نباید فقط به کشتی ها محدود شود، باید در مورد حامل های قابل استفاده مجدد - سیستم های فضایی حمل و نقل بار قابل استفاده مجدد (MTKS) گفت. بدیهی است که برای کاهش هزینه توسعه MTKS، باید بدون سرنشین ایجاد کرد و مانند یک شاتل، آنها را با عملکردهای اضافی بارگذاری نکرد. این به طور قابل توجهی طراحی را ساده و آسان می کند.

از نظر سهولت کار، سیستم های تک مرحله ای جذاب ترین هستند: از نظر تئوری، آنها بسیار قابل اعتمادتر از سیستم های چند مرحله ای هستند و به هیچ منطقه محرومیتی نیاز ندارند (به عنوان مثال، پروژه VentureStar، ایجاد شده در ایالات متحده آمریکا). تحت برنامه RLV در اواسط دهه 1990). اما اجرای آنها "در آستانه ممکن" است: برای ایجاد آنها، باید جرم نسبی سازه را حداقل یک سوم در مقایسه با سیستم های مدرن. با این حال، سیستم‌های قابل استفاده مجدد دو مرحله‌ای نیز می‌توانند ویژگی‌های عملکردی کاملاً قابل قبولی داشته باشند، در صورت استفاده از مراحل اولیه بالدار، و به صورت هواپیما به محل پرتاب بازگردند.

به طور کلی، MTKS را می توان به عنوان اولین تقریب، بر اساس روش های پرتاب و فرود طبقه بندی کرد: افقی و عمودی. اغلب تصور می شود که سیستم های پرتاب افقی این مزیت را دارند که به امکانات پرتاب پیچیده نیاز ندارند. با این حال، فرودگاه های مدرن قادر به دریافت وسایل نقلیه با وزن بیش از 600-700 تن نیستند و این به طور قابل توجهی قابلیت های سیستم های با پرتاب افقی را محدود می کند. بعلاوه، تصور یک سیستم فضایی پر از صدها تن اجزای پیشران برودتی در میان هواپیماهای مسافربری غیرنظامی که طبق برنامه برمی‌خیزند و در فرودگاه فرود می‌آیند، دشوار است. و اگر الزامات سطح سر و صدا را در نظر بگیریم، آشکار می شود که برای حامل هایی با پرتاب افقی، هنوز هم لازم است فرودگاه های کلاس بالا جداگانه بسازند. بنابراین تیک آف افقی مزیت قابل توجهی نسبت به برخاست عمودی ندارد. از طرف دیگر با برخاستن و فرود عمودی می‌توانید بال‌ها را رها کنید که این امر هزینه طراحی را بسیار تسهیل و کاهش می‌دهد، اما در عین حال نزدیک شدن دقیق به فرود را دشوار می‌کند و منجر به افزایش نیروهای g می‌شود. در هنگام نزول

هم موتورهای موشکی سنتی سوخت مایع (LPRE) و هم انواع مختلف و ترکیبی از موتورهای جت هوا (WRE) به عنوان سیستم های پیشران MTKS در نظر گرفته می شوند. در میان دومی توربو رمجت وجود دارد که می تواند دستگاه را "از حالت سکون" به سرعتی مطابق با عدد ماخ 3.5-4.0 شتاب دهد، رم جت با احتراق زیر صوت (با عملکرد از M = 1 تا M = 6)، رم جت با احتراق مافوق صوت (از M = 6 تا M = 15، و بر اساس برآوردهای خوش بینانه دانشمندان آمریکایی، حتی تا M = 24) و ramjet قادر به کار در تمام محدوده سرعت پرواز - از صفر تا مداری.

موتورهای جت هوا نسبت به موتورهای موشکی مقرون به صرفه تر هستند (به دلیل عدم وجود اکسید کننده در داخل وسیله نقلیه)، اما در عین حال دارای درجه وزن مخصوص بالاتر و همچنین محدودیت های بسیار جدی در مورد موتورهای موشکی هستند. سرعت و ارتفاع پرواز برای استفاده منطقی از VJE، باید با فشارهای سرعت بالا پرواز کرد و در عین حال از سازه در برابر بارهای آیرودینامیکی و گرمای بیش از حد محافظت کرد. یعنی صرفه جویی در سوخت - ارزان ترین جزء سیستم - VJD ها جرم ساختار را افزایش می دهند که بسیار گران تر است. با این وجود، WFD ها احتمالاً در وسایل نقلیه پرتاب افقی نسبتاً کوچک قابل استفاده مجدد کاربرد پیدا می کنند.

واقع بینانه ترین، یعنی ساده و نسبتاً ارزان برای توسعه، شاید دو نوع سیستم باشند. اولین مورد از نوع Clipper است که قبلاً ذکر شد، که در آن فقط وسیله نقلیه بالدار سرنشین دار قابل استفاده مجدد (یا بیشتر آن) اساساً جدید بود. ابعاد کوچک اگرچه مشکلات خاصی را از نظر حفاظت حرارتی ایجاد می کنند، اما هزینه های توسعه را کاهش می دهند. مشکلات فنی برای چنین دستگاه هایی عملا حل شده است. بنابراین کلیپر گامی در مسیر درست است.

دومی سیستم های پرتاب عمودی با دو مرحله موشک کروز است که می توانند به طور مستقل به محل پرتاب برگردند. خاص مشکلات فنیهنگامی که آنها ایجاد می شوند، انتظار نمی رود، و احتمالاً می توان یک مجموعه پرتاب مناسب را از بین موارد ساخته شده انتخاب کرد.

به طور خلاصه، می توانیم فرض کنیم که آینده سیستم های فضایی قابل استفاده مجدد بدون ابر نخواهد بود. آنها باید در مبارزه شدید با موشک های یکبار مصرف اولیه، اما قابل اعتماد و ارزان، از حق وجود دفاع کنند.

دیمیتری ورونتسوف، ایگور آفاناسیف

این اولین فضاپیمای برنامه وستوک با هدف پروازهای سرنشین دار شد. قبل از پرواز سرنشین دار، این برنامه چندین وسیله نقلیه خودکار را بین می 1960 و مارس 1961 راه اندازی کرد. اولین پرتاب در 15 می 1960 انجام شد، این کشتی حتی قابل بازگشت نبود. با موفقیت پرتاب شد، اما در مدار 64 نقصی در سیستم کنترل رخ داد و کشتی به مدار بالا رفت. به دنبال آن دو پرتاب ناموفق، یکی تا حدی ناموفق و دیگری پرتاب موفق انجام شد. دو پرتاب آخر عملکرد کامل کشتی و وسیله نقلیه پرتاب را نشان داد که راه را به فضا برای انسان باز کرد. این دستگاه در 12 آوریل 1961 از کیهان‌دروم بایکونور به پرواز درآمد و اولین فضانورد جهان یوری گاگارین در آن بود. اولین پرواز سرنشین دار به فضا نیز کوتاه ترین بود. گاگارین در 108 دقیقه فقط یک دور زمین را چرخاند. مرکز مدار در ارتفاع 169 کیلومتری و مرکز آن 327 کیلومتر بود. فرود نه در کپسول فرود، بلکه با چتر نجات در ارتفاع 7 کیلومتری انجام شد. در عین حال، بر خلاف دستگاه های مدرن تر برنامه Vostok، دستگاه موتور یدکی برای اصلاح فرود در جو نداشت. در عوض، گاگارین برای 10 روز در صورت سقوط در یک مکان برنامه ریزی نشده، ذخیره غذا داشت.

همچنین شایان ذکر است که در طول اولین پرواز هیچ کشتی ارائه دهنده ارتباطات فضایی وجود نداشت ، بنابراین فقط از قلمرو اتحاد جماهیر شوروی انجام شد. با این حال کارکنان عادی گاگارین توانایی کنترل پرواز را نداشتند. همه چیز باید به طور خودکار یا با دستورات مراکز کنترل زمینی اتفاق می افتاد - اگر آنها در منطقه ارتباطی بودند. این تصمیم به دلیل تأثیر ناشناخته شرایط بی وزنی بر روی انسان گرفته شد. برای فعال کردن کنترل دستی در مواقع اضطراری، باید یک کد وارد می شد.

در 11 آوریل، وسیله نقلیه پرتاب Vostok-K با یک دستگاه تقویت شده در حالت افقی به سکوی پرتاب منتقل شد و در آنجا توسط کورولف از نظر نقص مورد بررسی قرار گرفت. پس از تایید وی، موشک به حالت عمودی آورده شد. در ساعت 10 صبح، گاگارین و تیتوف، فضانورد ذخیره، آخرین برنامه پرواز را دریافت کردند که قرار بود ساعت 9:07 صبح روز بعد آغاز شود. انتخاب زمان پرتاب با توجه به شرایط فرود تعیین شد. در هنگام شروع مانور فرود، وسیله نقلیه باید با بهترین جهت سنسورهای خورشیدی خود بر فراز آفریقا پرواز می کرد. دقت بالا در طول مانور برای برخورد به نقطه فرود برنامه ریزی شده ضروری بود.

تحویل گرفتن در روز پرواز برای ساعت 5:30 صبح برنامه ریزی شده بود. پس از صرف صبحانه، لباس فضایی پوشیدند و به محل پرتاب رسیدند. در ساعت 7:10، گاگارین از قبل در فضاپیما بود و دو ساعت قبل از پرتاب با مرکز کنترل از طریق رادیو ارتباط برقرار کرد، در حالی که تصویر او از دوربین آنبورد در مرکز موجود بود. دریچه کشتی 40 دقیقه پس از سوار شدن گاگارین به کشتی شکسته شد، اما نشتی کشف شد، بنابراین باید باز می شد و دوباره به پایین فرو می رفت.

پرتاب در ساعت 09:07 انجام شد. 119 ثانیه پس از پرتاب، موتورهای کمکی خارجی بوستر تمام سوخت خود را مصرف کردند و از هم جدا شدند. پس از 156 ثانیه، پوسته مهار، پس از 300 - مرحله اصلی وسیله نقلیه پرتاب شد، با این حال، تقویت کننده به پرتاب ادامه داد. سه دقیقه پس از شروع پرواز، دستگاه قبلاً شروع به ترک منطقه ارتباطی با بایکونور کرده بود. تنها 25 دقیقه پس از شروع پرواز، مشخص شد که دستگاه وارد مدار محاسبه شده شده است. در واقع، وستوک-1 676 ثانیه پس از پرتاب به مدار رفت، ده ثانیه قبل از آن، موتورهای مرحله بالایی کار می کردند.

در ساعت 09:31 وستوک منطقه ارتباطی با ایستگاه خاباروفسک را در محدوده فرکانس بسیار بالا ترک کرد و به حالت فرکانس بالا رفت. در ساعت 09:51 سیستم تشخیص جهت گیری فعال شد که برای صدور صحیح ضربه به فرود ضروری است. سیستم اصلی مبتنی بر حسگرهای خورشیدی بود. در صورت خرابی آن، امکان تغییر حالت کنترل دستی و استفاده از راهنمایی بصری تقریبی وجود داشت. هر یک از این سیستم ها مجموعه ای از نازل های پیشرانه و 10 کیلوگرم سوخت خاص خود را داشتند. در ساعت 09:53 گاگارین از ایستگاه خاباروفسک متوجه می شود که وارد مدار محاسبه شده شده است. در ساعت 10 صبح هنگامی که وستوک بر فراز تنگه ماژلان در حال پرواز بود، خبر پرواز از طریق رادیو پخش شد.

در ساعت 10:25 کشتی به طور خودکار به جهت مورد نیاز برای فرود آورده شد. راه اندازی موتورها در فاصله حدود 8000 کیلومتری از نقطه فرود مورد نظر اتفاق افتاد. این ضربه 42 ثانیه به طول انجامید. ده ثانیه پس از اتمام مانور، قرار بود ماژول سرویس از ماژول فرود جدا شود، اما مشخص شد که توسط شبکه ای از سیم به ماژول فرود متصل می شود. با این حال، به دلیل ارتعاشات در هنگام عبور از لایه های متراکم جو، ماژول سرویس بر فراز مصر جدا شد و دستگاه در جهت گیری صحیح قرار گرفت.

در ساعت 09:55 در ارتفاع 7 کیلومتری دریچه دستگاه باز شد و گاگارین به بیرون پرتاب شد. خود دستگاه نیز روی چتر نجاتی فرود آمد که در فاصله 2.5 کیلومتری زمین باز شد. چتر نجات گاگارین تقریباً بلافاصله پس از پرتاب باز شد. در هنگام فرود، گاگارین تنها 280 کیلومتر از دست داد.

اینها ساده ترین (تا جایی که یک فضاپیما می تواند ساده باشد) وسایلی بودند که تاریخ باشکوهی داشتند: اولین پرواز سرنشین دار به فضا، اولین پرواز فضایی روزانه، اولین خواب یک فضانورد در مدار (تیتوف آلمانی موفق شد یک ارتباط را بخوابد. جلسه)، اولین پرواز گروهی از دو فضاپیما، اولین زن در فضا، و حتی چنین دستاوردی مانند اولین استفاده از توالت فضایی، که توسط والری بایکوفسکی در فضاپیمای Vostok-5 انجام شد.

بوریس اوسیویچ چرتوک در خاطرات خود "راکت ها و مردم" در مورد دومی به خوبی نوشت:
"در 18 ژوئن، صبح، توجه کمیسیون دولتی و تمام "هواداران" که در ایست بازرسی ما جمع شده بودند از چایکا به هاوک تغییر یافت. خاباروفسک پیام بیکوفسکی را در کانال HF دریافت کرد: "در ساعت 9:05 یک ضربه کیهانی.» کورولف و تیولین بلافاصله شروع به تهیه فهرستی از سؤالاتی کردند که باید از بایکوفسکی هنگام ظاهر شدن در منطقه ارتباطی ما پرسیده شود تا بفهمیم خطری که کشتی را تهدید می کند چقدر بزرگ است.
قبلاً به شخصی وظیفه محاسبه اندازه شهاب سنگ داده شده است که برای فضانورد کافی است تا "تق" را بشنود. آنها همچنین مغز خود را در مورد اتفاقاتی که ممکن است در صورت برخورد اتفاق بیفتد، بدون از دست دادن سفتی به هم ریختند. بیکوفسکی توسط کامانین مورد بازجویی قرار گرفت.
در ابتدای جلسه ارتباط، "هاوک" در پاسخ به سوالی در مورد ماهیت و منطقه ضربه، پاسخ داد که متوجه نشدم چه گفته می شود. بایکوفسکی پس از یادآوری رادیوگرام ارسال شده در ساعت 9.05 صبح و تکرار متن آن توسط زوریا، با خنده پاسخ داد: "در زدن نبود، بلکه یک صندلی بود. یک صندلی بود، فهمیدی؟ هرکسی که به جواب گوش داد از خنده منفجر شد. برای فضانورد آرزوی موفقیت بیشتر شد و به او گفتند که علیرغم اقدام شجاعانه‌اش، در آغاز روز ششم به زمین بازگردانده خواهد شد.
حادثه «صندلی فضایی» به عنوان نمونه کلاسیک استفاده نادرست از اصطلاحات پزشکی در کانال ارتباطات فضایی وارد تاریخ شفاهی فضانوردی شده است.

از آنجایی که وستوک 1 و وستوک 2 به تنهایی پرواز می کردند و وستوک 3 و 4 و وستوک 5 و 6 که به صورت جفت پرواز می کردند، از هم دور بودند، هیچ عکسی از این کشتی در مدار وجود ندارد. در این ویدیو از استودیوی تلویزیونی Roscosmos فقط می توانید فیلم هایی از پرواز گاگارین را تماشا کنید:

و ما دستگاه کشتی را در نمایشگاه های موزه مطالعه خواهیم کرد. موزه کیهان‌نوردی کالوگا مدلی از فضاپیمای وستوک در اندازه واقعی دارد:

در اینجا ما یک وسیله نقلیه فرود کروی را می بینیم که سوراخی با طراحی حیله گرانه (در مورد آن به طور جداگانه صحبت خواهیم کرد) و آنتن های رادیویی که با چهار نوار فولادی به محفظه ابزار و مصالح متصل شده است. نوارهای بست در بالا با قفلی متصل می شوند که آنها را جدا می کند تا SA را از PAO قبل از ورود به جو جدا کند. در سمت چپ می‌توانید بسته‌ای از کابل‌های PAO را ببینید که با یک کانکتور به یک CA با اندازه جامد متصل شده‌اند. سوراخ دوم در سمت عقب SA قرار دارد.

14 بالون در PJSC وجود دارد (من قبلاً در مورد اینکه چرا در فضانوردی آنها دوست دارند بالن هایی به شکل بالون بسازند) با اکسیژن برای سیستم پشتیبانی حیات و نیتروژن برای سیستم جهت یابی وجود دارد. در زیر، روی سطح PAO، لوله‌های بالون، شیرهای الکتریکی و نازل‌های سیستم جهت‌یابی قابل مشاهده هستند. این سیستم بر اساس ساده ترین فناوری ساخته شده است: نیتروژن از طریق دریچه های الکتریکی به مقدار لازم به نازل ها می رسد و از آنجا به فضا فرار می کند و یک ضربه واکنشی ایجاد می کند که کشتی را در جهت درست می چرخاند. از معایب این سیستم می توان به ضربه خاص بسیار کم و کل زمان کار کوتاه اشاره کرد. توسعه‌دهندگان تصور نمی‌کردند که فضانورد کشتی را به جلو و عقب بچرخاند، اما از پنجره‌ای که اتوماسیون در اختیار او قرار می‌دهد، می‌گذرد.

سنسور خورشیدی و سنسور عمودی مادون قرمز در یک سطح کناری قرار دارند. این کلمات فقط به طرز وحشتناکی مبهم به نظر می رسند، در واقع همه چیز بسیار ساده است. برای کاهش سرعت کشتی و خروج از مدار، باید ابتدا "دم" مستقر شود. برای انجام این کار، باید موقعیت کشتی را در امتداد دو محور تنظیم کنید: زمین و انحراف. نورد چندان ضروری نیست، اما در طول مسیر انجام شد. در ابتدا، سیستم جهت یابی یک تکانه برای چرخش کشتی در گام و چرخش صادر کرد و به محض اینکه سنسور مادون قرمز حداکثر تابش حرارتی از سطح زمین را گرفت، این چرخش را متوقف کرد. به این "تنظیم عمودی مادون قرمز" می گویند. به همین دلیل نازل موتور به صورت افقی هدایت شد. اکنون باید آن را مستقیماً به جلو هدایت کنید. کشتی با انحراف چرخید تا اینکه حسگر خورشیدی حداکثر نور را ثبت کرد. چنین عملیاتی در یک لحظه کاملاً برنامه ریزی شده انجام شد، زمانی که موقعیت خورشید دقیقاً به گونه ای بود که با هدایت سنسور خورشیدی به سمت آن، نازل موتور به شدت به سمت جلو و در جهت حرکت هدایت می شد. پس از آن نیز تحت کنترل دستگاه برنامه ریزی زمان، یک سیستم محرکه ترمز راه اندازی شد که سرعت کشتی را 100 متر بر ثانیه کاهش داد که برای خروج از مدار کافی بود.

در زیر، در قسمت مخروطی PJSC، مجموعه دیگری از آنتن ها و کرکره های ارتباط رادیویی نصب شده است که رادیاتورهای سیستم کنترل حرارتی در زیر آن پنهان شده است. با باز و بسته کردن تعداد متفاوتی از دریچه ها، یک فضانورد می تواند دمای مناسبی را برای او در کابین فضاپیما تنظیم کند. زیر همه نازل سیستم محرکه ترمز قرار دارد.

در داخل PJSC عناصر باقیمانده TDU، مخازن با سوخت و اکسید کننده برای آن، یک باتری سلول های گالوانیکی نقره-روی، یک سیستم تنظیم حرارت (پمپ، منبع خنک کننده و لوله های رادیاتور) و یک سیستم تله متری (یک دسته ای از حسگرهای مختلف که وضعیت همه سیستم های کشتی را نظارت می کردند).

به دلیل محدودیت در ابعاد و وزن که توسط طراحی وسیله نقلیه پرتاب دیکته شده است، TDU پشتیبان به سادگی در آنجا قرار نمی گیرد، بنابراین، برای Vostoks، در صورت خرابی TDU از یک روش دور زدن اضطراری تا حدودی غیر معمول استفاده شد: کشتی قرار داده شد. در چنین مدار پایینی قرار می گیرد که در آن پس از یک هفته پرواز در خود جو فرو می رود، و سیستم پشتیبانی از زندگی برای 10 روز طراحی شده است، بنابراین فضانورد زنده می ماند، حتی اگر فرود در جایی اتفاق می افتاد. .

حال به سراغ دستگاه وسیله نقلیه فرود می رویم که کابین کشتی بود. یکی دیگر از نمایشگاه های موزه کیهان شناسی کالوگا در این امر به ما کمک می کند، یعنی SA اصلی فضاپیمای Vostok-5، که والری بیکوفسکی از 14 ژوئن تا 19 ژوئن 1963 بر روی آن پرواز کرد.

جرم دستگاه 2.3 تن است و تقریباً نیمی از آن جرم پوشش محافظ حرارتی است. به همین دلیل است که وسیله نقلیه فرود وستوک به شکل یک توپ (کوچکترین سطح در بین تمام اجسام هندسی) ساخته شد و به همین دلیل است که تمام سیستم هایی که در هنگام فرود نیازی نداشتند در یک محفظه ابزار بدون فشار آورده شدند. این باعث شد تا SA تا حد ممکن کوچک شود: قطر بیرونی آن 2.4 متر بود و فضانورد تنها 1.6 متر مکعب حجم در اختیار داشت.

فضانورد در لباس فضایی SK-1 (لباس فضایی مدل اول) بر روی یک صندلی پرتابی نشسته بود که هدف دوگانه داشت.

این یک سیستم نجات اضطراری در صورت خرابی وسیله نقلیه پرتاب هنگام پرتاب یا در مرحله پرتاب بود و همچنین یک سیستم فرود معمولی بود. فضانورد پس از ترمز در لایه های متراکم جو در ارتفاع 7 کیلومتری به بیرون پرتاب شد و جدا از فضاپیما با چتر نجات فرود آمد. البته او می توانست در دستگاه فرود بیاید، اما ضربه محکمی در هنگام لمس سطح زمینمی تواند منجر به آسیب به فضانورد شود، اگرچه کشنده نبود.

من موفق شدم از داخل وسیله نقلیه فرود با جزئیات بیشتری بر روی مدلی از آن در موزه کیهان شناسی مسکو عکس بگیرم.

در سمت چپ صندلی، پنل کنترل سیستم های کشتی قرار دارد. این اجازه می دهد تا دمای هوا را در کشتی تنظیم کند، کنترل کند ترکیب گازاتمسفر، مکالمات کیهان نورد با زمین و هر چیز دیگری که کیهان نورد گفت روی ضبط صوت ضبط کنید، دریچه های دریچه را باز و بسته کنید، روشنایی نور داخلی را تنظیم کنید، رادیو را روشن و خاموش کنید، و سیستم جهت گیری دستی را روشن کنید. در صورت خرابی خودکار سوئیچ های ضامن برای سیستم جهت گیری دستی در انتهای کنسول زیر یک کلاه محافظ قرار دارند. در Vostok-1، آنها توسط یک قفل ترکیبی مسدود شدند (صفحه کلید آن کمی بالاتر قابل مشاهده است)، زیرا پزشکان می ترسیدند که یک فرد در گرانش صفر دیوانه شود و وارد کردن کد یک تست سلامت در نظر گرفته شد.

درست در جلوی صندلی یک داشبورد قرار دارد. این فقط یک دسته نمایشگر است که توسط آن فضانورد می تواند زمان پرواز، فشار هوا در کابین، ترکیب گاز هوا، فشار در مخازن سیستم کنترل وضعیت و فشار خود را تعیین کند. موقعیت جغرافیایی. دومی توسط یک کره با ساعتی نشان داده شد که در طول پرواز می چرخد.

در زیر داشبورد یک سوراخ با ابزار Gaze برای سیستم جهت یابی دستی وجود دارد.

استفاده از آن بسیار آسان است. کشتی را به صورت چرخشی و گامی به کار می اندازیم تا زمانی که افق زمین را در ناحیه حلقوی در امتداد لبه دریچه سوراخ ببینیم. در آنجا، فقط آینه ها در اطراف دریچه می ایستند و تمام افق فقط در آنها قابل مشاهده است که دستگاه مستقیماً از طریق این دریچه به پایین بچرخد. بنابراین، عمودی مادون قرمز به صورت دستی تنظیم می شود. در مرحله بعد، کشتی را در امتداد انحراف می چرخانیم تا زمانی که سطح زمین در سوراخ سوراخ با جهت فلش های کشیده شده بر روی آن منطبق شود. تمام است، جهت تنظیم شده است، و لحظه ای که TDU روشن می شود با علامتی روی کره زمین نشان داده می شود. عیب سیستم این است که فقط در روز زمین قابل استفاده است.

حالا بیایید ببینیم سمت راست صندلی چیست:

یک پوشش لولایی در زیر و سمت راست داشبورد قابل مشاهده است. یک ایستگاه رادیویی در زیر آن پنهان شده است. در زیر این روکش دستگیره سیستم کنترل خودکار (دستگاه توقف و بهداشتی یعنی توالت فرنگی) که از جیب بیرون زده نمایان است. در سمت راست ACS یک نرده کوچک و در کنار آن دسته کنترل وضعیت کشتی قرار دارد. یک دوربین تلویزیونی بالای دسته ثابت شده بود (دوربین دیگری بین داشبورد و سوراخ سوراخ قرار داشت، اما در این طرح نیست، اما در کشتی بایکوفسکی در عکس بالا قابل مشاهده است)، و در سمت راست - چندین پوشش ظروف با تامین غذا و آب آشامیدنی

تمام سطح داخلی وسیله نقلیه فرود با پارچه نرم سفید پوشیده شده است، به طوری که کابین کاملا دنج به نظر می رسد، اگرچه در آنجا تنگ است، مانند یک تابوت.

اینجا اولین سفینه فضایی جهان است. در مجموع 6 فضاپیمای سرنشین دار وستوک پرواز کردند، اما ماهواره های بدون سرنشین همچنان بر اساس این کشتی کار می کنند. به عنوان مثال، Biome، در نظر گرفته شده برای آزمایش بر روی حیوانات و گیاهان در فضا:

یا ماهواره توپوگرافی ستاره دنباله دار، ماژول فرود که هر کسی می تواند آن را در حیاط ببیند و لمس کند قلعه پیتر و پلدر سن پترزبورگ:

البته برای پروازهای سرنشین دار، چنین سیستمی اکنون به طرز ناامیدکننده ای منسوخ شده است. حتی در آن زمان، در عصر اول پروازهای فضایی، این وسیله نسبتاً خطرناکی بود. در اینجا چیزی است که بوریس اوسیویچ چرتوک در کتاب خود "راکت ها و مردم" در این باره می نویسد:
«اگر کشتی وستوک و همه کشتی‌های اصلی مدرن اکنون در زمین تمرین قرار می‌گرفتند، می‌نشستند و به آن نگاه می‌کردند، هیچ‌کس به راه‌اندازی چنین کشتی غیرقابل اعتمادی رأی نمی‌داد. من هم اسنادی را امضا کردم که همه چیز درست است. من، امنیت پرواز را تضمین می‌کنم. امروز هرگز آن را امضا نمی‌کردم. تجربه زیادی به دست آوردم و متوجه شدم که چقدر ریسک کردیم.»

اتحاد جماهیر شوروی به شایستگی عنوان قدرتمندترین قدرت فضایی جهان را داشت. اولین ماهواره پرتاب شده به مدار زمین، بلکا و استرلکا، پرواز اولین انسان به فضا دلایل خوبی برای این امر هستند. اما پیشرفت‌های علمی و تراژدی‌هایی در تاریخ فضایی شوروی وجود داشت که برای عموم مردم ناشناخته بود. آنها در بررسی ما مورد بحث قرار خواهند گرفت.

1. ایستگاه بین سیاره ای "Luna-1"

ایستگاه بین سیاره ای "Luna-1" که در 2 ژانویه 1959 به فضا پرتاب شد، اولین فضاپیمایی بود که با موفقیت به مجاورت ماه رسید. فضاپیمای 360 کیلوگرمی باری از نمادهای شوروی را حمل می کرد که قرار بود برای نشان دادن برتری علم شوروی روی سطح ماه قرار گیرد. با این حال، این فضاپیما ماه را از دست داد و از فاصله 6000 کیلومتری از سطح آن عبور کرد.

در طول پرواز به ماه، آزمایشی برای ایجاد یک "دنباله دار مصنوعی" انجام شد - ایستگاه ابری از بخار سدیم را آزاد کرد که برای چند دقیقه می درخشید و امکان رصد ایستگاه را از زمین به عنوان یک ستاره با قدر 6 فراهم کرد. . جالب اینجاست که Luna-1 حداقل پنجمین تلاش اتحاد جماهیر شوروی برای پرتاب یک فضاپیما به یک ماهواره طبیعی زمین بود که 4 مورد اول با شکست به پایان رسید. سیگنال های رادیویی ایستگاه سه روز پس از پرتاب متوقف شد. بعداً در سال 1959، کاوشگر Luna 2 با یک فرود سخت به سطح ماه رسید.

کاوشگر فضایی شوروی Venera-1 که در 12 فوریه 1961 پرتاب شد، به سمت زهره پرتاب شد تا بر روی سطح آن فرود آید. همانطور که در مورد ماه، این اولین پرتاب نبود - دستگاه 1VA شماره 1 (همچنین "اسپوتنیک-7" نامیده شد) شکست خورد. اگرچه قرار بود خود کاوشگر پس از ورود مجدد به جو زهره بسوزد، کپسول فرود برای رسیدن به سطح زهره برنامه ریزی شده بود که آن را به اولین جسم انسان زا در سطح سیاره دیگری تبدیل می کرد.

پرتاب اولیه به خوبی انجام شد، اما ارتباط با کاوشگر پس از یک هفته قطع شد (احتمالاً به دلیل گرم شدن بیش از حد سنسور جهت روی خورشید). در نتیجه، ایستگاه مدیریت نشده از 100000 کیلومتری زهره عبور کرد.

ایستگاه Luna-3 که در 4 اکتبر 1959 پرتاب شد، سومین فضاپیمایی بود که با موفقیت به ماه فرستاده شد. برخلاف دو کاوشگر قبلی برنامه لونا، این کاوشگر مجهز به دوربینی بود که برای اولین بار در تاریخ طراحی شده بود تا عکس بگیرد. سمت معکوسماه. متأسفانه، دوربین ابتدایی و پیچیده بود، بنابراین تصاویر از کیفیت پایینی برخوردار بودند.

فرستنده رادیویی آنقدر ضعیف بود که اولین تلاش ها برای ارسال تصاویر به زمین شکست خورد. هنگامی که ایستگاه با پرواز در اطراف ماه به زمین نزدیک شد، 17 عکس به دست آمد که در آنها دانشمندان دریافتند که سمت "نامرئی" ماه کوهستانی است و برخلاف آن که به سمت زمین چرخیده است.

4 اولین فرود موفقیت آمیز در سیاره ای دیگر

در 17 آگوست 1970، ایستگاه فضایی تحقیقاتی خودکار Venera-7 به فضا پرتاب شد که قرار بود یک وسیله نقلیه فرود را روی سطح زهره فرود بیاورد. به منظور زنده ماندن در جو زهره تا حد امکان، فرودگر از تیتانیوم ساخته شده بود و مجهز به عایق حرارتی بود (فرض می شد که فشار سطح می تواند به 100 اتمسفر، دما - 500 درجه سانتیگراد و سرعت باد در سطح - 100 متر بر ثانیه).

ایستگاه به زهره رسید و دستگاه شروع به فرود کرد. با این حال، چتر درگ وسیله نقلیه فرود منفجر شد و پس از آن به مدت 29 دقیقه سقوط کرد و در نهایت به سطح زهره برخورد کرد. اعتقاد بر این بود که سفینه نمی تواند از چنین ضربه ای جان سالم به در ببرد، اما تجزیه و تحلیل بعدی سیگنال های رادیویی ضبط شده نشان داد که کاوشگر خوانش دما را از سطح در عرض 23 دقیقه پس از فرود سخت ارسال می کند.

5. اولین جسم مصنوعی روی سطح مریخ

«مارس-2» و «مارس-3» دو ایستگاه بین سیاره‌ای خودکار - دوقلو هستند که در می 1971 با اختلاف چند روزه به سیاره سرخ پرتاب شدند. از آنجایی که ایالات متحده پیشی گرفته است اتحاد جماهیر شورویاتحاد جماهیر شوروی که اولین سفینه‌ای بود که به مدار مریخ رسید (مارینر 9 که در می 1971 نیز پرتاب شد، دو هفته از دو کاوشگر شوروی پیشی گرفت و اولین فضاپیمایی بود که به دور سیاره دیگری می‌چرخید)، می‌خواست اولین فرود را روی مریخ انجام دهد. سطح مریخ

فرودگر Mars 2 بر روی سطح سیاره سقوط کرد و فرودگر Mars 3 موفق به فرود نرم شد و شروع به ارسال داده ها کرد. اما انتقال پس از 20 ثانیه به دلیل طوفان گرد و غبار شدید در سطح مریخ متوقف شد و در نتیجه اتحاد جماهیر شوروی اولین تصاویر واضح گرفته شده از سطح سیاره را از دست داد.

6. اولین دستگاه خودکاری که مواد فرازمینی را به زمین رساند

از آنجایی که فضانوردان آمریکایی آپولو 11 قبلاً اولین نمونه های ماده ماه را به زمین آورده بودند، اتحاد جماهیر شوروی تصمیم گرفت اولین کاوشگر فضایی خودکار را برای جمع آوری خاک ماه و بازگشت به زمین به ماه پرتاب کند. اولین دستگاه شوروی، لونا-15، که قرار بود در روز پرتاب آپولو 11 به سطح ماه برسد، هنگام تلاش برای فرود سقوط کرد.

پیش از آن نیز 5 تلاش به دلیل مشکلاتی که در خودروی پرتاب وجود داشت، ناموفق بود. با این حال، لونا 16، ششمین کاوشگر شوروی، پس از آپولو 11 و آپولو 12 با موفقیت پرتاب شد. ایستگاه در دریای فراوانی فرود آمد. پس از آن، او از خاک (به مقدار 101 گرم) نمونه برداری کرد و به زمین بازگشت.

7. اولین فضاپیمای سه صندلی

ووسخود 1 که در 12 اکتبر 1964 به فضا پرتاب شد، اولین فضاپیمایی بود که بیش از یک خدمه داشت. اگرچه Voskhod به عنوان یک فضاپیمای ابتکاری تبلیغ می شد، اما در واقع یک نسخه کمی تغییر یافته از Vostok بود که یوری گاگارین برای اولین بار به فضا پرواز کرد. آمریکا در آن زمان حتی کشتی دو نفره هم نداشت.

"Voskhod" حتی توسط طراحان اتحاد جماهیر شوروی ناامن تلقی می شد ، زیرا مکان سه خدمه به دلیل رها شدن صندلی های پرتاب در طراحی آزاد شد. همچنین کابین آنقدر تنگ بود که فضانوردان بدون لباس فضایی در آن بودند. در نتیجه، اگر فشار کابین کم می شد، خدمه جان خود را از دست می دادند. بعلاوه، سیستم جدیدفرود، متشکل از دو چتر نجات و یک موشک ضد غرق، تنها یک بار قبل از پرتاب آزمایش شد.

8. اولین فضانورد آفریقایی تبار

در 18 سپتامبر 1980، به عنوان بخشی از هشتمین سفر به ایستگاه علمی مداری سالیوت-6، فضاپیمای سایوز-38 به فضا پرتاب شد. خدمه آن متشکل از فضانورد شوروی، یوری ویکتوروویچ روماننکو و کاشف آرنالدو تامایو مندز، یک هوانورد کوبایی بود که اولین فرد آفریقایی تبار بود که به فضا رفت. مندز به مدت یک هفته در کشتی Saluat-6 ماند و در 24 آزمایش در زمینه شیمی و زیست شناسی شرکت کرد.

9. ابتدا اتصال به یک شی غیر مسکونی

در 11 فوریه 1985، پس از شش ماه غیبت از ایستگاه فضایی سالیوت-7، ارتباط با آن به طور ناگهانی قطع شد. اتصال کوتاه منجر به این واقعیت شد که تمام سیستم های الکتریکی Salyut-7 خاموش شد و دمای ایستگاه به -10 درجه سانتیگراد کاهش یافت.

در تلاش برای نجات ایستگاه، یک اکسپدیشن با یک فضاپیمای سایوز T-13 که برای این منظور تبدیل شده بود، با خلبانی با تجربه ترین فضانورد شوروی، ولادیمیر ژانیبکوف، به آن اعزام شد. سیستم خودکاراتصال کار نمی کرد، بنابراین لازم بود اتصال دستی انجام شود. اتصال موفقیت آمیز بود و کار برای بازسازی ایستگاه فضایی طی چند روز انجام شد.

10. اولین قربانی انسان در فضا

در 30 ژوئن 1971، اتحاد جماهیر شوروی مشتاقانه منتظر بازگشت سه فضانورد بود که 23 روز را در ایستگاه سالیوت-1 گذراندند. اما پس از فرود سایوز-11، حتی یک صدایی از داخل آن شنیده نشد. هنگامی که کپسول از بیرون باز شد، سه فضانورد مرده در داخل پیدا شدند، با لکه‌های آبی تیره روی صورت‌شان و خون از بینی و گوش‌هایشان جاری بود.

به گفته محققان، این تراژدی بلافاصله پس از جدا شدن وسیله نقلیه فرود از مدول مداری رخ داد. کاهش فشار در کابین فضاپیما رخ داد که پس از آن فضانوردان خفه شدند.

سفینه های فضایی که در سپیده دم عصر فضا طراحی شده اند در مقایسه با آنها کمیاب به نظر می رسند. اما امکان اجرایی شدن این پروژه ها وجود دارد.

اولین پرواز سرنشین دار به فضا یک پیشرفت واقعی بود که سطح علمی و فنی بالای اتحاد جماهیر شوروی را تأیید کرد و توسعه برنامه فضایی در ایالات متحده را تسریع کرد. در همین حال، این موفقیت با کار سخت در ساخت موشک‌های بالستیک قاره‌پیما، که مولد آن در آلمان نازی"V-2".

ساخت آلمان

V-2 که با نام‌های V-2، Vergeltungswaffe-2، A-4، Aggregat-4 و "Weapon of Retribution" نیز شناخته می‌شود، در اوایل دهه 1940 در آلمان نازی و تحت هدایت طراح Wernher von Braun ساخته شد. این اولین موشک بالستیک جهان بود. "V-2" در پایان جنگ جهانی دوم وارد خدمت ورماخت شد و عمدتاً برای حملات علیه شهرهای بریتانیا مورد استفاده قرار گرفت.

مدل موشک "وی-2" و تصویری از فیلم "دختری در ماه". عکس توسط Raboe001 از wikipedia.org

راکت آلمانی یک موشک تک مرحله ای با سوخت مایع بود. پرتاب V-2 به صورت عمودی انجام شد و ناوبری در قسمت فعال مسیر توسط یک سیستم کنترل خودکار ژیروسکوپی که شامل مکانیزم های نرم افزاری و ابزار اندازه گیری سرعت بود انجام شد. موشک بالستیک آلمانی قادر بود اهداف دشمن را در فاصله 320 کیلومتری مورد اصابت قرار دهد و حداکثر سرعت پرواز V-2 به 1.7 هزار متر در ثانیه رسید. کلاهک V-2 به 800 کیلوگرم آموتول مجهز شده بود.

موشک های آلمانی دقت پایینی داشتند و قابل اعتماد نبودند، عمدتاً برای ارعاب مردم غیرنظامی استفاده می شدند و اهمیت نظامی قابل توجهی نداشتند. در مجموع، در طول جنگ جهانی دوم، آلمان بیش از 3.2 هزار پرتاب V-2 تولید کرد. حدود سه هزار نفر بر اثر این سلاح ها جان خود را از دست دادند که اکثراً از میان جمعیت غیرنظامی بودند. دستاورد اصلی موشک آلمانی ارتفاع خط سیر آن بود که به صد کیلومتر می رسید.

V-2 اولین موشک جهان است که یک پرواز فضایی زیر مداری انجام می دهد. در پایان جنگ جهانی دوم، نمونه های V-2 به دست برندگان افتاد و آنها شروع به توسعه موشک های بالستیک خود بر اساس آن کردند. برنامه های مبتنی بر تجربه V-2 توسط ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی و بعداً توسط چین رهبری می شد. به طور خاص، موشک های بالستیک شوروی R-1 و R-2 که توسط سرگئی کورولف ساخته شده بودند، دقیقاً بر اساس طراحی V-2 در اواخر دهه 1940 بودند.

تجربه اولین موشک های بالستیک شوروی بعداً هنگام ایجاد R-7 های بین قاره ای پیشرفته تر مورد توجه قرار گرفت که قابلیت اطمینان و قدرت آنها به حدی بود که نه تنها در ارتش، بلکه در برنامه فضایی نیز مورد استفاده قرار گرفتند. انصافاً باید توجه داشت که در واقع اتحاد جماهیر شوروی برنامه فضایی خود را مدیون اولین V-2 است که در آلمان منتشر شد و تصویری از فیلم زن در ماه در سال 1929 روی بدنه آن نقاشی شده بود.

خانواده بین قاره ای

در سال 1950، شورای وزیران اتحاد جماهیر شوروی قطعنامه ای را تصویب کرد که بر اساس آن کار تحقیقاتی در زمینه ایجاد موشک های بالستیک با برد پرواز 5 تا 10 هزار کیلومتر آغاز شد. در ابتدا بیش از ده دفتر طراحی مختلف در این برنامه شرکت کردند. در سال 1954، کار بر روی ایجاد یک موشک بالستیک بین قاره ای به دفتر طراحی مرکزی شماره 1 به رهبری سرگئی کورولف سپرده شد.

در آغاز سال 1957، موشکی که نام R-7 را دریافت کرد و همچنین تأسیسات آزمایشی آن در منطقه روستای Tyura-Tam آماده شد و آزمایشات آغاز شد. اولین پرتاب R-7 که در 15 می 1957 انجام شد، ناموفق بود - اندکی پس از دریافت فرمان پرتاب، آتش سوزی در قسمت دم موشک رخ داد و موشک منفجر شد. آزمایش های مکرر در 12 ژوئیه 1957 انجام شد و همچنین ناموفق بود - موشک بالستیک از مسیر مشخص شده منحرف شد و منهدم شد. اولین سری از آزمایشات به عنوان یک شکست کامل شناخته شد و در طی بررسی ها، نقص های طراحی در R-7 آشکار شد.

لازم به ذکر است که مشکلات به سرعت برطرف شد. قبلاً در 21 اوت 1957، R-7 با موفقیت پرتاب شد و در 4 اکتبر و 3 نوامبر همان سال، این موشک قبلاً برای پرتاب اولین ماهواره های مصنوعی زمین مورد استفاده قرار گرفت.

R-7 یک موشک دو مرحله ای پیشران مایع بود. مرحله اول شامل چهار بلوک جانبی مخروطی به طول 19 متر و قطر سه متر بود. آنها به طور متقارن در اطراف بلوک مرکزی، مرحله دوم قرار داشتند. هر بلوک مرحله اول مجهز به موتورهای RD-107 بود که توسط OKB-456 تحت رهبری آکادمیک والنتین گلوشکو ایجاد شد. هر موتور دارای شش محفظه احتراق بود که دو تای آن به عنوان فرمان استفاده می شد. RD-107 روی مخلوطی از اکسیژن مایع و نفت سفید کار می کرد.

RD-108 که از نظر ساختاری بر اساس RD-107 ساخته شده بود، به عنوان موتور مرحله دوم استفاده شد. RD-108 با تعداد زیادی اتاق فرمان متمایز بود و قادر بود طولانی تر از نیروگاه های بلوک های مرحله اول کار کند. استارت موتورهای مرحله اول و دوم به طور همزمان در هنگام پرتاب بر روی زمین با کمک آتش سوزی در هر یک از 32 محفظه احتراق انجام شد.

به طور کلی، طراحی R-7 آنقدر موفق و قابل اعتماد بود که یک خانواده کامل از وسایل نقلیه پرتاب بر اساس یک موشک بالستیک بین قاره ای ایجاد شد. این در مورد استدر مورد موشک هایی مانند اسپوتنیک، وستوک، ووسخود و سایوز. این موشک ها ماهواره های زمین مصنوعی را به مدار پرتاب کردند. بر روی موشک های این خانواده، بلکا و استرلکا افسانه ای و فضانورد یوری گاگارین اولین پرواز فضایی خود را انجام دادند.

"شرق"

موشک حامل سه مرحله ای "ووستوک" از خانواده R-7 به طور گسترده در مرحله اول برنامه فضایی اتحاد جماهیر شوروی استفاده شد. به طور خاص، با کمک آن، تمام فضاپیماهای سری Vostok، فضاپیمای لونا (با شاخص های 1A، 1B و تا 3)، برخی از ماهواره های سری Kosmos، Meteor و Elektron در مدار قرار گرفتند. توسعه پرتاب وستوک در اواخر دهه 1950 آغاز شد.

راه اندازی وسیله نقلیه "Vostok". عکس از sao.mos.ru

اولین پرتاب موشک، که در 23 سپتامبر 1958 انجام شد، مانند اکثر پرتاب های دیگر مرحله اول آزمایش ناموفق بود. در مجموع، 13 پرتاب در مرحله اول انجام شد که تنها چهار مورد از آنها موفق شناخته شدند، از جمله پرواز سگ های بلکا و استرلکا. پرتاب های بعدی وسیله نقلیه پرتاب، که تحت هدایت کورولف نیز ایجاد شد، عمدتاً موفقیت آمیز بود.

مانند R-7، مرحله اول و دوم "ووستوک" شامل پنج بلوک (از "A" تا "D") بود: چهار بلوک جانبی به طول 19.8 متر و حداکثر قطر 2.68 متر و یک بلوک مرکزی 28.75. متر طول و بزرگترین قطر 2.95 متر است. بلوک های جانبی به طور متقارن در اطراف مرحله دوم مرکزی قرار گرفتند. آنها از موتورهای مایع قبلاً اثبات شده RD-107 و RD-108 استفاده کردند. مرحله سوم شامل بلوک "E" با موتور مایع RD-0109 بود.

هر موتور بلوک های مرحله اول دارای رانش خلاء یک مگان نیوتن بود و از چهار محفظه احتراق اصلی و دو اتاقک فرمان تشکیل شده بود. در همان زمان، هر بلوک جانبی به سکان های هوایی اضافی برای کنترل پرواز در بخش جوی مسیر مجهز شد. موتور موشک مرحله دوم دارای نیروی رانش خلاء 941 کیلونیوتون بود و از چهار محفظه احتراق اصلی و چهار اتاقک فرمان تشکیل شده بود. نیروگاه مرحله سوم قادر به ارسال 54.4 کیلونیوتون نیروی رانش و دارای چهار نازل فرمان بود.

نصب وسیله نقلیه پرتاب شده به فضا در مرحله سوم زیر فیرینگ سر انجام شد که هنگام عبور از لایه های متراکم جو از اثرات نامطلوب محافظت می کرد. موشک وستوک با وزن پرتاب تا 290 تن قابلیت پرتاب را داشت ظرفیت ترابریبا وزن 4.73 تن. به طور کلی، پرواز طبق طرح زیر انجام شد: احتراق موتورهای مرحله اول و دوم به طور همزمان روی زمین انجام شد. پس از تمام شدن سوخت بلوک های جانبی، آنها از بلوک مرکزی جدا شدند که به کار خود ادامه داد.

پس از عبور از لایه های متراکم جو، سر فیرینگ رها شد و سپس مرحله دوم جدا شد و موتور مرحله سوم روشن شد که با جدا شدن بلوک از فضاپیما پس از رسیدن به سرعت طراحی مربوطه خاموش شد. به پرتاب فضاپیما به یک مدار معین.

"وستوک-1"

برای اولین پرتاب انسان به فضا، فضاپیمای وستوک-1 که برای انجام پروازها در مدار پایین زمین طراحی شده بود، استفاده شد. توسعه دستگاه سری Vostok در اواخر دهه 1950 به رهبری میخائیل تیخونراوف آغاز شد و در سال 1961 تکمیل شد. در این زمان، هفت پرتاب آزمایشی انجام شده بود، از جمله دو پرتاب با آدمک انسان و حیوانات آزمایشی. در 12 آوریل 1961، فضاپیمای Vostok-1 که در ساعت 9:07 صبح از کیهان‌دروم بایکونور پرتاب شد، یوری گاگارین خلبان-کیهان‌نورد را در مدار قرار داد. این دستگاه یک دور زمین را در 108 دقیقه انجام داد و در ساعت 10:55 در نزدیکی روستای اسملووکا در منطقه ساراتوف فرود آمد.

جرم کشتی که یک انسان برای اولین بار با آن به فضا رفت 4.73 تن بود. "وستوک-1" دارای طول 4.4 متر و حداکثر قطر 2.43 متر بود. Vostok-1 شامل یک خودروی فرود کروی به وزن 2.46 تن و قطر 2.3 متر و یک محفظه ابزار مخروطی به وزن 2.27 تن و حداکثر قطر 2.43 متر بود. جرم حفاظت حرارتی حدود 1.4 تن بود. تمام محفظه ها با نوارهای فلزی و قفل های آتش سوزی به هم متصل شدند.

تجهیزات فضاپیما شامل سیستم‌هایی برای کنترل پرواز خودکار و دستی، جهت‌گیری خودکار به خورشید، جهت‌گیری دستی به زمین، پشتیبانی حیات، منبع تغذیه، کنترل حرارتی، فرود، ارتباطات و همچنین تجهیزات تله‌متری رادیویی برای نظارت بر وضعیت فضانورد، سیستم تلویزیون و سیستم کنترل پارامتر مدار و جهت یابی دستگاه و همچنین سیستم پیشرانه ترمز.

تابلوی ابزار فضاپیمای وستوک. عکس از dic.academic.ru

همراه با مرحله سوم پرتابگر وستوک-1، وزن آن 6.17 تن و طول آنها 7.35 متر بود. وسیله نقلیه فرود مجهز به دو پنجره بود که یکی از آنها در دریچه ورودی قرار داشت و دومی - در پای فضانورد. خود فضانورد در یک صندلی پرتابی قرار گرفت که در آن مجبور شد دستگاه را در ارتفاع هفت کیلومتری ترک کند. امکان فرود مشترک خودروی فرود و فضانورد نیز فراهم شد.

جالب است که Vostok-1 همچنین دارای دستگاهی برای تعیین مکان دقیق کشتی در بالای سطح زمین است. این یک کره کوچک با ساعتی بود که مکان کشتی را نشان می داد. با کمک چنین وسیله ای، فضانورد می تواند تصمیمی برای شروع یک مانور بازگشت بگیرد.

طرح عملکرد دستگاه در هنگام فرود به شرح زیر بود: در پایان پرواز، سیستم محرکه ترمز حرکت Vostok-1 را کاهش داد، پس از آن محفظه ها از هم جدا شدند و جداسازی وسیله نقلیه فرود آغاز شد. در ارتفاع هفت کیلومتری، فضانورد پرتاب شد: فرود او و فرود کپسول به طور جداگانه توسط چتر نجات انجام شد. طبق دستورالعمل ها قرار بود اینطور باشد، اما در پایان اولین پرواز سرنشین دار به فضا، تقریباً همه چیز کاملاً متفاوت پیش رفت.