Ғарыш аппараттары – авиация және астронавтика туралы реферат

Ғарыш аппараттары

Ғарыш аппараттарында адамзаттың барлық ең жақсы жетістіктері қолданылады, олар ең жаңа озық технологиялармен сынақтан өткізіледі, сонымен қатар ғарыш аппараттарының борттық жабдықтары да ең жаңа болып саналады .

Жалпы алғанда, ғарыш аппараттарын әр түрлі зертханаларды, өндірістік базаларды, бақылау жабдықтарын қоса алғанда, жылуды басқару жүйелерін, энергетикалық жүйелерді, ауаны циркуляциялау жүйелерін, байланыс жүйелерін, тұрақтандыру жүйесін , навигациялық жүйені және ғылыми жүйелерді экипаж өмірін қамтамасыз ету жүйелеріне бөлуге болады. және т.б.

Тіршілікті қамтамасыз ету жүйелері

Ғарыш кемесінің тіршілігін қамтамасыз ету жүйесінің міндеті – оның экипаж мүшелеріне олардың қауіпсіздігін қамтамасыз ете отырып, ең қолайлы жұмыс жағдайларын ұсыну.

Электрмен жабдықтау жүйесі

Ғарыш аппараттарының электрмен жабдықтау жүйесі тіршілікті қамтамасыз ету және ғылыми зерттеулер үшін қажетті барлық энергиямен қамтамасыз етеді.

Энергетикалық жүйенің бірінші компоненті – автономды электр жүйесі. Ол жоғары сыйымды аккумуляторлар блогын және ең аз массаны қамтиды. Әдетте, бұл алюминий литий батареялары. Автономды қуат жүйесі күн панельдерінен қуат болмаған кезде қолданылады. Осылайша, ғарыш аппараттары станция орнатылғанда, күн панельдерінен энергия алынбаған кезде, олар әлі орнатылмаған кезде, станция планетаның көлеңкелі жағына келгенде, күн панельдерінен энергия алынбағандықтан, олар жанбағандықтан, ішкі батареялармен қоректенеді. сондай-ақ күн панельдері немесе оларды қосатын сымдар зақымдалған кезде төтенше жағдайларда. Батареяны қосудың тағы бір себебі эксперимент үшін күн энергиясының болмауы болуы мүмкін.

Кеме энергетикалық жүйесінің екінші компоненті – үлкен ұшақтың күн панельдері, демек, жоғары қуаттылық. Күн батареяларының беткі ауданы өте үлкен, кейде 1000 шаршы метрден асады. Мұндай батареялар 25-30 кВт қуат бере алады. Мир станциясында күн батареясының ауданы 114 шаршы метрді құрады және олар 10,1 киловатт қуат берді. Максималды әсер ету үшін күн панельдері үнемі олардағы жарық оқиғаларының бағытына перпендикуляр орналастырылады. Заманауи жүйелерде күн батареялары осы себепті ғарыш аппараттарының бәрін пайдаланбай-ақ, оларды ашуға мүмкіндік береді. Пайдаланылмаған қуат батареяда сақталады. Күн панельдері никель-кадмийден жасалған, өйткені бұл материалдан батареялардың тиімділігі максималды. Күн батареялары көлемінің ұлғаюымен ғарыш аппараттарының жанында қауіпсіз навигация мәселесі туындайды, өйткені бұл батареяларды ұру қаупі артады, бұл «Мир» станциясының жұмысы кезінде орын алды . T тауық жүк модулі, ол бірнеше күн экипажы алды қандай жоюға, оларды бүлдіру және кеңістікте станциясының бағытын қағып, станция батареяны қозғады.

Терморегуляция жүйелері

Ғарыш кемесінің терморегуляциялық жүйелерінің міндеті – тұрғындардың барлық ішкі көлемінде адамдар үшін қолайлы температураны қамтамасыз ету.

Ғарышта негізгі проблема – кеменің жарықтандырылған және көлеңкелі жағында жылудың біркелкі таралуы. Осы тапсырманы орындау үшін кеменің корпусы ешбір экипажға қауіп төндірместен мүмкіндігінше жылу өткізгіштікке арналған.

Ғарыш аппараттарынан тыс жылу үлкен аудан радиаторлары арқылы шығарылады. Қазіргі заманғы ғарыш кемесінде радиаторлар күн панельдерінің көлеңкесінде орналасқан.

Ауаны қалпына келтіру жүйелері

Ауаны қалпына келтіру жүйелері ғарыш кемесінде оның тұрғындарының өміріне қолайлы атмосфера жасайды. Ауаны циркуляциялау жүйелері ауадан көмірқышқыл газын алып, оттегімен қанықтырады.

Ғарыш жүйелерінде көмірқышқыл газын сіңіретін жүйелер көп жағынан ұқсас суасты қайықтарының жүйелеріне ұқсас, бірақ олар ұзақ қызмет ету мерзімі мен салмағы аздығымен ерекшеленеді. Көмірқышқыл газы абсорбент толтырғышымен химиялық реакция нәтижесінде химиялық бейтарап және қауіпсіз заттарға айналады.

Өз ресурстарын игерген қоқысшылар Жерге жүк кемесімен жіберіліп, атмосферада өртеледі немесе басқа қоқыстармен бірге ғарышқа тасталады.

Ғарыш кемесіндегі ауаны қалпына келтіру жүйелерінің маңызды бөлігі электролиттік оттегі генераторы болып табылады. Электролиттік оттегінің генераторлары ғарыш кемесінің ауасын оттегімен қанықтырып, оны судан электролиз арқылы шығарады. Әдетте, бұрыннан бар су оттегі генераторларында қолданылады, мысалы, астронавттардың душынан кейін қалған су. Мұндай жүйелердің кемшілігі генераторлардың жоғары қуат тұтынуы болып табылады.

Ауаны циркуляциялау жүйелерінің істен шығуына байланысты төтенше жағдайлар үшін ғарыш аппараттарына жоғары қысымды баллондардағы ауаны жеткізу қарастырылған. Мұндай жүйелердің кемшілігі – үлкен салмақ.

Кеңестік және ресейлік және американдық дизайнерлердің ғарыш кемесіндегі атмосфераға жақындаудың айырмашылығын атап өткен жөн. Біздің ғарыш кемесімізде ауаның құрамы Жердегі ауа құрамымен сәйкес келеді, яғни оның құрамында 70% азот бар. Американдық ғарыш кемесінде атмосфера таза оттектен тұрады, концентрацияда және үлестік қысыммен, бірақ жер үсті сипаттамаларына сәйкес келеді. Осы тәсілдің арқасында американдық астронавттар станцияларда және Жер бетінде бейімделу кезеңінде ұзақ тұруға қиындық туғызады.

Су жүйелерінің жабдықтары

Су жүйелері ғарыш кемесінің экипажын ғылыми пайдалануға және тіршілікті қамтамасыз етуге жарамды таза сумен қамтамасыз етеді.

Ғарыш кемесінде белгілі мөлшерде бөтелкедегі су бар. Бұл су кез-келген ғылыми қажеттіліктерге және экипаж қажеттіліктеріне пайдаланылады. Пайдаланғаннан кейін су қалпына келтіру жүйесіне түседі. Болашақта пайдалануға болатын су тазартылып, сүзгіден өтіп, баллондарға қайта салынуда. Тазарту мүмкін емес немесе тым ауыр су су электролиттік оттегінің пайда болу жүйесіне түсіп, ол жерде ыдырайды.

Спорттық жүйелер

Қазіргі ғарыш аппараттары экипаждың физикалық пішінін сақтау үшін көптеген құралдар жиынтығын пайдаланады. Оларға әртүрлі тренажерлар, соның ішінде жаттығу велосипедтері, баспалдақ типіндегі тренажерлер және тағы басқалар, сонымен қатар созуға немесе бұрауға арналған серпімді белдіктер жатады.

Егер астронавттардың спорттық құрал-жабдықтарын салмақсыздығы немесе микрогравитация жағдайында жеткіліксіз қолданған болса, олардың бұлшықеттері бұзылып кетеді, сондықтан олар жер бетінде бірнеше айлық сауықтыру курсын қажет етуі мүмкін.

Оқи отырыңыз:  Ғаламдағы өмірді іздеу - авиация және астронавтика туралы реферат

Байланыс жүйелері

Ғарыш аппараттарындағы байланыс жүйелері көп қырлы, өйткені олардың қосымшалары көп. Оларға жермен байланыс антенналары және спутниктермен және басқа да кемелермен байланыс антенналары жатады.

Жермен байланыс үшін үлкен диаметрлі параболалық антенналар жиі қолданылады. (Мысалы, Мир станциясында диаметрі 4,5 метр болатын төрт параболалық антенналар болды). Көбінесе командалық пунктпен тікелей байланысқа қосымша, жердегі қайталағыштар мен қайталанатын спутниктер қолданылады.

Басқа ғарыш аппараттарымен байланыс үшін аз қуатты антенналар қолданылады, өйткені олар атмосфераның қабығын тесудің қажеті жоқ. Көбінесе бұл антенналар бағытталған.

Ғарыштағы бағдарлау жүйелері, тұрақтандыру және навигация

Аталған жүйелердің міндеті – ғарыш кемесінің нақты, тұрақты және кедергісіз қозғалысын қамтамасыз ету және қажет болған жағдайда оны қозғалыссыз жерге бекіту.

Жүйенің негізгі компоненттері әртүрлі гироскопиялық тұрақтандырғыштар, көкжиек сенсорлары, күн сенсорлары, жұлдыз датчиктері, үдеу датчиктері, сондай-ақ әртүрлі инфрақызыл сенсорлар мен радарлар.

Гироскопиялық жүйелердің көмегімен кеменің бағытын біршама белгіленген позицияға қатысты дәлдікпен анықтауға болады. Әсер айналмалы дененің кеңістігінде қозғалмайтындықты сақтауға негізделген – гироскоп. Гироскопиялық жүйелерден алынған сигналдар кеңістіктегі бағдарлау қозғалтқыштарына беріледі, ал ғарыш кемесі берілген кеңістіктік бағдар ұстайды.

Горизонт сенсорлары кеменің жер шарына қатысты орнын, күн сенсорлары кеменің күнге қатысты орнын анықтауға мүмкіндік береді, ал жұлдызды сенсорлар кеменің кеңістіктік орнын жұлдыз сферасының орналасқан жері бойынша анықтауға мүмкіндік береді. Бұл жүйелердің барлығы негізгі гироскопиялық құралдарға көмекші болып табылады.

Көмекші навигациялық құрылғылардың тағы бір түрі – үдеу датчиктері.

Ғарыштық навигациядағы ең маңызды рөл – кемелердің радарлық қондырғылары. Әр түрлі радиолокациялық құрылғылардың көмегімен Жерге және басқа ғарыш аппараттарына дейінгі қашықтық анықталады. Ең күрделі рөлде док-радар өте күрделі жұмыста – докта ойнайды.

Ғылыми жүйелер

Ғарыш аппараттарының ғылыми жүйелері өте алуан түрлі және нысаны, дизайны мен мақсаты бойынша әр түрлі.

Жер орбитасы жағдайында микрогравиметриялық эксперименттерді, сонымен бірге астрономиялық бақылаулар жүргізуге болады, олардың дәлдігі бәрінен де жоғары, өйткені олар атмосфералық бұрмалануларға кедергі келтірмейді және метеорологиялық жағдайларға тәуелді болмайды.

Микрогравитациядағы тәжірибелерде екі негізгі бағыт бар: биотехнологиялық және химиялық-металлургиялық.

Биотехнологиялық зерттеудің негізгі бағыттары жердегі организмдерге салмақсыздықтың әсерін және жер бетінде өндірілуі мүмкін емес биологиялық белсенді және емдік заттардың синтезін зерттеу болып табылады.

«Табиғат» станциясының «Әлем» биотехнологиялық модулі

Ғарыш аппараттарының биотехнологиялық модульдері үшін температураны , ылғалдылықты және қысымды тұрақты деңгейде ұстап тұруға ерекше жоғары талаптар қойылады , өйткені бұл параметрлердің анықтамалық мәндерден сәл ауытқуы көптеген тәуліктерді немесе тіпті айлық тәжірибелерді бұзуы мүмкін.

Ғарыштағы химиялық және металлургиялық зерттеулердің негізгі бағыттары – бұл тек нөлдік ауырлық жағдайында алуға болатын жаңа қорытпаларды өндіру және әртүрлі беттерге металды шашыратудың жаңа әдістерін зерттеу. Сонымен қатар, басқа да күрделі химиялық тәжірибелер жүргізілуде.

Мир станциясының кристалды зерттеу модулі

Ең қызықты нәтижелер әртүрлі жартылай өткізгіштердің кеңістігінде өндіріледі.

Ұсынылған жерге жеткізілді орбиталық станциялары, бойынша немесе ғарыш кемесі, кеңестік «Боран» және оның американдық әріптесі, деп аталатын «шатл трейдерлер» ( «шаттл») бойынша, немесе түсіру капсула бойынша алынған. Қалай болғанда да, жүктің бір килограмының бағасы жүздеген мыңға, кейде миллион долларға жетеді.

Қазіргі уақытта ғарышқа біраз уақыттан кейін олардағы материалдар бойынша барлық қажетті технологиялық операцияларды жүргізіп, дайын өніммен бірге Жерге оралуға болатын автоматты пилотсыз ғарыш аппараттары жасалуда. Мұндай жүйелердің дамуы біздің елде Салют дизайн бюросында сексенінші жылдардың басында басталды, ал тоқсаныншы жылдардың басында алғашқы нәтижелер алынды, бірақ тоқсаныншы жылдардағы экономикалық дағдарыс осы тақырыптағы жұмыстардың практикалық тұрғыдан өтуіне мүмкіндік бермеді.

Астрономиялық және геодезиялық бақылаулар ғарыштағы ғылыми зерттеулердің тағы бір маңызды бағыты.

Орбитадан ғарышты зерттеуге атмосфера кедергі жасамайды , бұл сапалы және жоғары дәлдіктегі кескіндерді алуға мүмкіндік береді.

«Квант-2» астрономиялық модулі «Мир» станциясы

Жер орбитасынан ғарыштық зерттеулер тек оптикалық диапазонда ғана жүргізілмейді, радиотелескоптар мен гамма-сәулелік сенсорлар ғарыш кемесіне де орнатылады. Ғарышқа ұшырылған телескопиялық жабдықтың көмегімен бұрын белгісіз бірнеше жүздеген жұлдыздар, жұлдыз шоғырлары мен галактикалар табылды.

Көптеген ғарыш аппараттарында әртүрлі типтегі және спектрометрлер орнатылған. Ең қызықты спектроскопиялық суреттер алынды.

Ғарыштық шаң мен жұлдызаралық газ зерттелуде.

Соңғы уақытта астрономиялық жабдықтары бар пилотсыз ғарыш аппараттарын жасау үрдісі байқалды. жасанды жер серіктерін осы түрінің мысал суреттер World Wide Web арқылы қол жетімді, оның сондай-ақ белгілі америкалық телескоп «Хаббл» ( «Хаббл»), сондай-ақ қызмет ете алады.

Жерді ғарыштан ультра дәл геодезиялық жабдықтың көмегімен байқау.

ғарыштан, жер қыртысының зерттеу бірнеше пайдалы қазбалардың кен орындарын ашылды, ауа райы алдын ала болжауға және үлкен дәлдікпен бұлттың байқау спутниктердің көмегімен дауыл қаупі жағдайда дауыл ескерту жіберіледі.

Орбиталық геодезиялық жүйелердің арқасында Жер картасында ешқандай «ақ дақтар» қалмаған, тіпті адам аяғы баспаған жерлер де ғарыштан мұқият суретке түсіріліп, картаға түсірілген.

Теңізді бақылап отырған спутниктер балық аулайтын мектептердің балық аулау орындарына көші-қоны туралы ақпаратты жібереді, бұл аулауды көбейтеді. Бұл спутниктер сонымен бірге балықтарды бақылау қызметінің браконьерлермен күресу жұмысын үйлестіреді, мұнай құятын құлаудың экологиялық салдарын жоюға көмектеседі.

Оқи отырыңыз:  Спутниктік орбитаны түзету үшін қозғаушы жүйені жасау - авиация және астронавтика саласындағы диплом

Жер бетіне адамзатты планетаның тіршілігі туралы егжей-тегжейлі ақпарат беретін спутниктер қосады.

Басқа жабдықтар

Ғарыш станциялары үшін модульдердің уақтылы және дұрыс орналастырылуы мен қозғалысы, кемеден тыс қажетті технологиялық операциялардың орындалуы өте маңызды рөл атқарады және олардың барлығын ғарышкерлер орындай алмайды.

Осындай жұмысты орындау үшін қазіргі заманғы ғарыш станциялары мен кейбір кемелер манипуляторларды орнатады, олар қолдың кеменің сыртқы терісіне бекітілген және түсірумен аяқталған. Манипулятордың көмегімен кемеден тыс көптеген операциялар жасалады, ал ғарышкерлердің күштері манипуляторға қол жетімді емес жерлерде ғана қолданылады. Манипуляторлардың көмегімен ғарыш станциялары модульдердің пермутациясымен бірге қайта құрылады. Мұндай жұмысты ғарышкерлер жасай алмайтыны анық.

Қазіргі станцияларда, әдетте, бірнеше манипулятор орнатылған.

қолын қарағанда Матич көруге кеменің кем емес маңызды бөлігі әуе құлыптар болып табылады.

Қазіргі станцияларда әуе кемелері өте сенімді және шлюздің ішкі кеңістігі мен ашылатын жағы арасындағы қысым айырмасы белгілі бір қауіпсіз мәннен асып кетсе, шлюздің ашылуын блоктайтын автоматты жүйелермен жабдықталған.

«ISS» ғарыш станциясының манипуляторы ( « ISS » )

ХҒС әуе кемелерінің бірі

Станциялар толық депрессиядан қорғалған, әсіресе станция ішіндегі қысым қауіпті төмендеген жағдайда ішкі құлыптар автоматты түрде жабылады. тері ссадины станциясының ші W автоматты түрде кеменің қалған кесіп және станциялық операциялық қалады бөлімін қысым төмендеді.

Жауынгерлік жүйелер

Ғарыштық кемелерде және әскери, әскери жүйелерде және қосарланған жүйелерде орнатуға арналған прецеденттер бар.

Біріншіден, мұндай жүйелерге жер бетінен автоматты түрде басқарылатын немесе бақыланатын ғарыш аппараттарынан («тыңшылық спутниктер») жер бетіне бақылау жасаудың белгілі жүйелері кіреді. Жерсеріктерге орнатылған жабдықтың көмегімен жетпісінші жылдары ықтимал жау офицерлерінің иық белдіктеріндегі жұлдыздардың санын байқауға болады. Қылмыстық іс белгілі, онда айыптау дәлелдері тек спутниктік суреттерге негізделген. Онда сотталушы өтірік айтқаны үшін сотталды, өйткені оның көлігі ол мәлімдеген қылмыс болған кезде болмаған.

Ядролық қару мен лазерлік жүйелерді орбиталық платформаларға орналастыру жоспарлары болғаны белгілі. Алайда, ядролық оқтұмсықтарды орбиталық платформаларға орналастыру орынды болмады – жақындау уақыты аз қысқарды, бірақ зымырандарды орбитаға шығарып, оларды ұстауға үлкен шығындар болды. Сонымен қатар, жүйенің осалдығы артты, өйткені жаудың әскери техникасының заряд тасымалдаушы платформасына келу уақыты ұшу уақытын қысқартуға сәйкес қысқарды.

Ғарышта лазерлік жүйелерді қолдану анағұрлым перспективалы болды. Мұндай жүйелерді жобалау кезінде ядролық сорғыш лазерлерді қолдану туралы шешім қабылданды, өйткені олар ең жоғары жылдамдықтағы минималды салмаққа ие болды. Бірақ мұндай жүйені таңдаумен дизайнерлер жаңа проблемаларға тап болды – тіпті орбиталық платформаларды тұрақтандыруға арналған ең жетілдірілген жүйелер лазерді сору кезінде миллиметрлік дірілдерді шығарды. Бұл жағдайда егер біз Жерге дейінгі қашықтықты және атмосферадағы сәуленің шашырауын ескеретін болсақ, онда біз осы дүмпуден ондаған шақырымға дірілдеп, қозғалатын километрлік радиациялық нүкте пайда болады. Мұндай қаруды қолдану нәтижесінде зардап шеккен аймақта температура 1-2 градусқа көтеріледі. Бұл жеткіліксіз болды. Батыс блогының дизайнерлері кез-келген қолданыстағы орбиталық лазерлік қару-жарақтарды жасай алмай, осы қиындыққа дейін құлады. Бірақ КСРО дизайнерлері қиындықты жеңе алды. Қарудың бұл түріне арнайы тұрақтандырғыштар жасалды. Олардың дамуына басқалармен қатар, MAI бірнеше түлектері қатысты. Осы тұрақтандырғыштардың көмегімен лазер сәулесін шектеулі аймаққа бағыттауға мүмкіндік туды, ал зардап шеккен аймақта температура 200-400 градусқа көтерілуі керек. SALT-1 және SALT-2 келісімдерін орындау қарудың жаңа түрін қолдануға кедергі келтірді.

Сонымен қатар, зымыранға қарсы қорғаныс жүйелерінің орбиталық платформаларында, мысалы, Мир станциясында, Spektr модулінің жабдықтарының құрамына кіретін Октава зымыранға қарсы жүйелерінің сынақтары жоспарланған . Алайда тестілеу қаржыландырудың болмауына байланысты жүргізілмеді.

«Спектр» станциясының модулі «Әлем»

Жақында лазерді қолдануға негізделген ғарыштық анти-зымыран жүйесін құру туралы американдық жоба бар, бұл бұрын қол жеткізілген келісімдердің тікелей бұзылуы болып табылады.

Алайда, ракеталарға қарсы жүйеден ракеталарды қорғау үшін құрылған шынайы нысандарды (континентаралық баллистикалық зымырандар) бөлуге қабілетті құрал пайда болғанға дейін келісілген зымыранға қарсы жүйені құру әрекеттері сәтсіз аяқталатыны анық. Сонымен қатар, мұндай жүйе жаудың зымырандарын тез арада жою үшін жоғары жауап жылдамдығына және жұмыстың анықтығына ие болуы керек.

Алайда, мұндай жүйе ешқашан құрылатын болса да, мен оның мақсатын көрмеймін. Жауды толығымен жою үшін, басқа адамдармен қатар, ICBM іске қосу қажет емес. Оларды шахтада бұзу жеткілікті.

Ғарыштық техниканың даму болашағы

Ғарышты зерттеу әр түрлі халықтардың бейбітшілігі мен ынтымақтастығы аясында жалғасатыны анық. Уақыт өте келе, Жер орбитасында әр түрлі мақсаттағы спутниктер желісі артып, басқа планеталарда ұзақ мерзімді спутниктер немесе ғылыми экспедициялар пайда болады.

Халықаралық ғарыш станциясының жобасы шеңберіндегі бейбіт ынтымақтастық тәжірибесі бұрыннан бар, дегенмен бұл жоба американдық тараптың басқа қатысушы елдерге деген тұрақты шағымдарының көлеңкесінде тұр. Болашақта қайшылықтар жойылып, бейбіт ғарыш станциялары тек бүкіл адамзаттың мүддесі үшін ғылыми зерттеулермен айналысады деп сенемін.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *