|
Меню сайта
Статистика
|
Спуск с орбитыСпуск с орбитыПока 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.
|
ПОИСК
Block title
|
