Razzo spaziale: tipi, caratteristiche tecniche. I primi razzi spaziali e astronauti

Questo articolo introdurrà il lettore a un argomento così interessante come un razzo spaziale, un razzo di lancio e tutta quell'esperienza utile che questa invenzione ha portato all'umanità. Verrà anche detto dei carichi utili consegnati nello spazio. L'esplorazione spaziale è iniziata non molto tempo fa. Nell'URSS, era la metà del terzo piano quinquennale, quando la seconda guerra mondiale terminò. Il razzo spaziale è stato sviluppato in molti paesi, ma anche gli Stati Uniti non sono riusciti a raggiungerci in quella fase.

prima

Il primo di un lancio di successo lasciò il veicolo di lancio spaziale dell'URSS con un satellite artificiale a bordo il 4 ottobre 1957. Satellite PS-1 è riuscito a mettere in orbita terrestre. Va notato che per questo scopo è stato necessario creare sei generazioni, e solo la settima generazione di razzi spaziali russi potrebbe sviluppare la velocità necessaria per entrare nello spazio vicino alla Terra - otto chilometri al secondo. Altrimenti, è impossibile superare l'attrazione della Terra.

Ciò è diventato possibile durante lo sviluppo di armi balistiche a lungo raggio, dove è stato utilizzato il motore. Da non confondere: un razzo spaziale e una nave spaziale sono due cose diverse. Il razzo è il veicolo di consegna e la nave è collegata ad esso. Invece, potrebbe esserci qualcosa - un razzo spaziale potrebbe trasportare sia un satellite, un equipaggiamento, sia una testata nucleare, che ha sempre funzionato e serve ancora come deterrente per le potenze nucleari e un incentivo per preservare la pace.

Storia di

I primi a sostenere teoricamente il lancio di un razzo spaziale furono gli scienziati russi Meschersky e Tsiolkovsky, che già nel 1897 descrivevano la teoria del suo volo. Molto più tardi, questa idea fu ripresa da Obert e von Braun dalla Germania e da Goddard dagli Stati Uniti. È stato in questi tre paesi che i lavori sono iniziati sui compiti. propulsione a getto creazione di motori a getto solido e liquido. Meglio di tutto, questi problemi sono stati risolti in Russia, almeno i motori a combustibile solido erano già ampiamente utilizzati nella seconda guerra mondiale ("Katyusha"). liquido motori a reazione Si è rivelato migliore in Germania, che ha creato il primo missile balistico, il V-2.

Dopo la guerra, la squadra di Werner von Braun, prendendo i progetti e i progetti, trovò rifugio negli Stati Uniti, e l'Unione Sovietica fu costretta ad accontentarsi di un piccolo numero di singoli gruppi di razzi senza documentazione di accompagnamento. Il resto si è inventato. La tecnologia missilistica si è sviluppata rapidamente, aumentando la portata e la massa del carico trasportato. Nel 1954 iniziarono i lavori per un progetto grazie al quale l'URSS riuscì a realizzare il primo volo di un razzo spaziale. E 'stato un missile balistico intercontinentale a due stadi R-7, che è stato presto aggiornato per lo spazio. Si è rivelato un successo - eccezionalmente affidabile, che ha fornito molti record nell'esplorazione dello spazio esterno. In una forma modernizzata, è ancora usato.

Sputnik e Moon

Nel 1957, il primo razzo spaziale, lo stesso R-7, lanciò in orbita il satellite artificiale Sputnik-1. Gli Stati Uniti in seguito hanno deciso di ripetere questo lancio. Tuttavia, il primo tentativo del loro spazio spaziale nello spazio non è stato visitato, è esploso all'inizio - anche dal vivo. "Vanguard" è stato progettato esclusivamente dal team americano e non ha soddisfatto le aspettative. Quindi Werner von Braun prese il progetto e nel febbraio 1958 il lancio del razzo spaziale fu un successo. E in URSS, nel frattempo, l'R-7 è stato modernizzato - un terzo passo è stato aggiunto ad esso. Di conseguenza, la velocità del razzo spaziale divenne completamente diversa - il secondo spazio fu raggiunto, grazie al quale apparve l'opportunità di lasciare l'orbita terrestre. Pochi anni dopo, la serie P-7 è stata modernizzata e migliorata. I motori dei razzi spaziali stavano cambiando, hanno sperimentato molto con il terzo stadio. I seguenti tentativi hanno avuto successo. La velocità di un razzo spaziale ha reso possibile non solo lasciare l'orbita della Terra, ma anche pensare di studiare altri pianeti del sistema solare.

Ma prima, l'attenzione dell'umanità era quasi completamente rivolta al satellite naturale della Terra: la Luna. Nel 1959, la stazione spaziale sovietica Luna-1 volò verso di essa, il che avrebbe dovuto fare un duro atterraggio sulla superficie lunare. Tuttavia, a causa di calcoli non sufficientemente accurati, l'apparato passò un po 'oltre (seimila chilometri) e si diresse verso il Sole, dove cadde in orbita. Quindi il nostro luminare aveva il suo primo satellite artificiale: un regalo casuale. Ma il nostro satellite naturale non fu solo a lungo, e nello stesso 1959 Luna-2 vi volò, completando la sua missione in modo assolutamente corretto. Un mese dopo, "Luna-3" ci ha dato le foto del retro della nostra luce notturna. E nel 1966, proprio nell'Oceano delle Tempeste, la Luna-9 atterrò dolcemente e ottenemmo una vista panoramica della superficie lunare. Il programma lunare continuò a lungo, fino al momento in cui gli astronauti americani sbarcarono su di esso.

Yuri Gagarin

Il 12 aprile è uno dei giorni più significativi nel nostro paese. È impossibile trasmettere il potere del trionfo nazionale, dell'orgoglio, della vera felicità, quando hanno annunciato il primo volo umano del mondo nello spazio. Yuri Gagarin divenne non solo un eroe nazionale, fu applaudito da tutto il mondo. E quindi, il 12 aprile 1961, il giorno che passò alla storia divenne Giorno della cosmonautica Gli americani hanno cercato urgentemente di rispondere a questo passo senza precedenti per condividere con noi la gloria cosmica. Un mese dopo, Alan Shepard decollò, ma la nave non entrò in orbita, fu un volo suborbitale in un arco, e l'orbitale statunitense si rivelò solo nel 1962.

Gagarin volò nello spazio sulla nave spaziale "Vostok". Questa è una macchina speciale in cui Korolev ha creato un insieme decisivo e di successo eccezionale di tutti i tipi di compiti pratici di una piattaforma spaziale. Allo stesso tempo, all'inizio degli anni sessanta, non fu sviluppata solo una versione con equipaggio del volo spaziale, ma fu completato il progetto di una ricognizione fotografica. "Est" ha avuto generalmente molte modifiche - più di quaranta. E oggi vengono sfruttati i satelliti della serie Bion - questi sono i diretti discendenti della nave su cui ha avuto luogo il primo volo umano nello spazio. Nello stesso anno 1961 una spedizione molto più complicata fu con il tedesco Titov, che passò l'intera giornata nello spazio. Gli Stati Uniti furono in grado di ripetere questo risultato solo nel 1963.

"Oriente"

Per gli astronauti su tutte le navi Vostok è stato fornito un sedile di espulsione. Questa è stata una decisione saggia, dal momento che un singolo dispositivo ha svolto compiti all'inizio (salvataggio di emergenza dell'equipaggio) e un atterraggio morbido del veicolo di discesa. I progettisti si sono concentrati sullo sviluppo di un dispositivo, non di due. Ciò ha ridotto il rischio tecnico: in aviazione, il sistema di catapulta era già ben sviluppato in quel momento. D'altra parte, un enorme guadagno in termini di tempo rispetto alla progettazione di un dispositivo fondamentalmente nuovo. Dopotutto, la corsa allo spazio continuò, e vinse con un margine abbastanza ampio dell'URSS.

Allo stesso modo è atterrato e Titov. Fu fortunato a paracadutarsi vicino alla ferrovia, su cui viaggiava il treno, e fu immediatamente fotografato dai giornalisti. Il sistema di atterraggio, che divenne il più affidabile e morbido, fu sviluppato nel 1965, utilizza un altimetro gamma. Lei serve e ancora. Negli Stati Uniti, questa tecnologia non era presente, motivo per cui tutti i loro veicoli di discesa, anche il nuovo Dragon SpaceX, non atterrano, ma vengono ridotti. Solo le navette sono l'eccezione. E nel 1962, l'URSS ha già iniziato i voli di gruppo sulle astronavi Vostok-3 e Vostok-4. Nel 1963, il distaccamento cosmonauta sovietico fu riempito con la prima donna - Valentina Tereshkova viaggiò nello spazio, diventando la prima al mondo. Allo stesso tempo, Valery Bykovsky ha stabilito un record della durata di un singolo volo, non battuto finora - ha trascorso cinque giorni nello spazio. Nel 1964, la nave multi-sede "Voskhod" apparve, gli Stati Uniti e poi rimase indietro di un anno intero. E nel 1965, Alexei Leonov andò nello spazio!

"Venere"

Nel 1966, l'URSS ha iniziato i voli interplanetari. La navicella Venera-3 ha fatto un atterraggio duro sul pianeta vicino e ha consegnato il globo terrestre e la bandiera dell'URSS lì. Nel 1975, Venus-9 riuscì a fare un atterraggio morbido e trasferire l'immagine della superficie del pianeta. E Venus-13 ha realizzato panorami colorati e registrazioni sonore. La serie AMC (stazioni interplanetarie automatiche) per esplorare Venere, così come lo spazio circostante, continua a essere migliorata anche adesso. Su Venere, le condizioni sono dure, e non c'erano praticamente informazioni affidabili su di loro, gli sviluppatori non sapevano nulla di pressione o temperatura sulla superficie del pianeta, tutto questo, ovviamente, complicava lo studio.

La prima serie di veicoli di discesa potrebbe persino nuotare, per ogni evenienza. Tuttavia, all'inizio i voli non hanno avuto successo, ma in seguito l'Unione Sovietica è riuscita così bene nelle peregrinazioni di Venere che questo pianeta è stato chiamato russo. "Venus-1" - il primo veicolo spaziale nella storia dell'umanità, destinato al volo verso altri pianeti e alla loro ricerca. Fu lanciato nel 1961, una settimana dopo a causa della perdita di surriscaldamento del sensore. La stazione divenne incontrollabile e poteva solo fare il primo volo del mondo vicino a Venere (a una distanza di circa centomila chilometri).

Sulle orme

Venus-4 ci ha aiutato a scoprire che su questo pianeta ci sono duecentosettantuno gradi nell'ombra (il lato notturno di Venere), la pressione è di venti atmosfere, e l'atmosfera stessa è il 90% di anidride carbonica. E questa navicella ha anche trovato la corona di idrogeno. Venus-5 e Venus-6 ci hanno parlato molto del vento solare (flussi di plasma) e della sua struttura vicino al pianeta. "Venus-7" ha chiarito i dati su temperatura e pressione nell'atmosfera. Tutto si è rivelato ancora più complicato: la temperatura più vicina alla superficie era 475 ± 20 ° C e la pressione era più alta di un ordine di grandezza. Sul successivo veicolo spaziale, letteralmente tutto fu rifatto e, dopo centodiciassette giorni, Venus-8 si adattò dolcemente al lato del pianeta. A questa stazione c'erano un fotometro e molti altri dispositivi. La cosa principale era la connessione.

Si è scoperto che l'illuminazione sul vicino più vicino è quasi la stessa che sulla terra - come abbiamo fatto in un giorno nuvoloso. Sì, non c'è solo cielo coperto, il tempo è schiarito per davvero. Immagini di equipaggiamenti visti solo terrestri storditi. Inoltre, sono stati studiati il ​​terreno e la quantità di ammoniaca nell'atmosfera e è stata misurata la velocità del vento. Un "Venus-9" e "Venus-10" sono stati in grado di mostrarci il "vicino di casa" in TV. Questi sono i primi record nel mondo trasmessi da un altro pianeta. E queste stazioni stesse e ora artificiali satelliti di Venere. Gli ultimi a volare su questo pianeta furono Venus-15 e Venus-16, che divennero anche satelliti, dopo aver fornito all'umanità conoscenze assolutamente nuove e necessarie. Nel 1985, la continuazione del programma era "Vega-1" e "Vega-2", che studiavano non solo Venere, ma anche La cometa di Halley. Il prossimo volo è previsto per il 2024.

Qualcosa su un razzo spaziale

Poiché i parametri e le caratteristiche tecniche di tutti i missili differiscono tra loro, considereremo un veicolo di lancio di una nuova generazione, ad esempio Soyuz-2.1A. È un razzo a tre stadi della classe media, una versione modificata della Soyuz-U, che è stata gestita con grande successo dal 1973.

Questo booster è progettato per garantire il lancio di veicoli spaziali. Quest'ultimo può avere uno scopo militare, economico e sociale. Questo missile può emetterli a diversi tipi di orbite: geostazionarie, geotransfer, sole-sincrone, alte-ellittiche, medie, basse.

modernizzazione

Il missile è estremamente modernizzato, qui è stato creato un sistema di controllo digitale fondamentalmente diverso, sviluppato su una nuova base di elementi domestici, con un computer digitale di bordo ad alta velocità con una quantità di RAM molto più grande. Il sistema di controllo digitale fornisce al razzo la rimozione del carico utile ad alta precisione.

Inoltre, sono installati motori sui quali vengono migliorate le teste degli ugelli del primo e del secondo stadio. C'è un altro sistema di telemetria. Pertanto, l'accuratezza del lancio del missile, la sua stabilità e, ovviamente, la controllabilità sono aumentate. La massa del razzo spaziale non è aumentata e l'uscita del carico utile è aumentata di trecento chilogrammi.

Specifiche tecniche

La prima e la seconda fase del veicolo di lancio sono equipaggiate con motori a razzo a propellente liquido RD-107A e RD-108A della Scientific Production Association Energomash, che prende il nome dall'accademico Glushko, e il terzo stadio è equipaggiato con un RD-0110 a quattro camere del Khimavtomatika Design Bureau. Il carburante per missili è ossigeno liquido, che è un ossidante ecocompatibile, così come un combustibile a basso tenore tossico - cherosene. La lunghezza del razzo è di 46,3 metri, la massa all'inizio è di 311,7 tonnellate, e senza la testa è di 303,2 tonnellate. La massa del design del veicolo di lancio è di 24,4 tonnellate. I componenti del carburante pesano 278,8 tonnellate. I test di volo della Soyuz-2.1A iniziarono nel 2004 al cosmodromo di Plesetsk e passarono con successo. Nel 2006, il veicolo di lancio ha effettuato il primo volo commerciale: l'orbita meteorologica europea Metop è stata lanciata in orbita.

Va detto che i missili hanno diverse opzioni di prelievo del carico utile. I vettori sono leggeri, medi e pesanti. Il veicolo di lancio Rokot, ad esempio, porta la navicella spaziale verso orbite basse della Terra - fino a duecento chilometri, ma a causa di ciò, il carico è di 1,95 tonnellate. Ma il "Protone" - una classe pesante, a un'orbita bassa, può portare 22,4 tonnellate, al geo-trasferimento - 6,15, e al geostazionario - 3,3 tonnellate. Il razzo vettore da noi considerato è progettato per tutti i siti utilizzati da Roscosmos: Kuru, Baikonur, Plesetsk, Vostochny e opera nell'ambito di progetti congiunti russo-europei.