Космонавтика и ракетно космическая техника

Ракетно-космическая техника быстро нашла применение как в военной, так в мирной областях: геофизика, метеорология, поиск ресурсов, глобальное картографирование, телерадиовещание, навигация, связь. Были открыты новые горизонты в развитии фундаментальных наук о Земле (радиационный пояс, магнитосфера), Солнечной системе и Вселенной. Резко ускорилось развитие вычислительной техники, материаловедения, приборостроения и средств связи, поиск новых источников электроэнергии, а также новых областей физики, химии, биологии, медицины. Навсегда изменилось мировоззрение человека.

Ракетно-космический комплекс (РКК) включает:

• ракеты-носители (РН) для вывода различных типов космических летательных аппаратов (КЛА), беспилотных (КА) и пилотируемых кораблей (КК) на геоцентрические, т.е., не выходящие за пределы действия гравитационного поля Земли, и межпланетные орбиты. Вход КЛА в атмосферу Земли осуществляется по баллистическим (при отсутствии на КЛА аэродинамической подъемной силы) и планирующим (с торможением атмосферой с использованием подъемной силы) траекториям.
• cтартовые комплексы для сборки, подготовки и запуска РН и КЛА (Байконур в Казахстане, Плесецк в России, Мыс Канаверал в США, Куру во Фр. Гвиане)
• сеть наземных станций и кораблей слежения (космонавт Владимир Комаров и др.), спутников связи и управления полетом и действиями различных служб при посадке КЛА.

В качестве примера: основные характеристики серийной советской ракеты «Союз» таковы: КК массой до 7 т с экипажем 2-3 человека в спускаемом КА массой около 3 т; обитаемый орбитальный отсек диаметром 2,2 м и длиной 3,44 м – продолжительность полета в нем космонавтов Комарова В.М. в 1967 г. Составила более суток («Союз-1»), а Ляхова В.А. и Рюмина в 1979 г. – более 108 суток («Союз-32). Долгожитель космоса ракета-носитель «Союз» - трехступенчатая, стартовой массой около 310 т, длиной 39,3 м, время полета на активном участке траектории около 9 минут.

Американская трехступенчатая ракета «Сатурн» для запуска КК «Аполлон» на Лугу имела массу уже свыше 2950 т, длину 110,7 м и выводила на траекторию полета к Луне КК «Аполлон» массой до 47 т. Общая тяга пяти ЖРД керосин + О 2) на земле достигала 33,85 мн.

Космонавтика как наука включает проблемы теории полетов (расчеты траекторий и т.п. для полетов к Луне, планетам Солнечной системы и в дальний космос), научные (в том числе фундаментальные: астрофизика, астродинамика, космогония и космология) и технические (по созданию материальных средств обеспечения полетов), медико-биологические (обеспечение нормальной жизнедеятельности человека при полете), международно-правовые и мировоззренческие.

Космические программы СССР/России, США, стран ЕЭС, а также КНР, Индии, КНДР, Японии для решения прикладных и фундаментальных задач используют ракетные зонды, искусственные спутники Земли (ИСЗ) и космические станции (Мир, Спейслэб, МКС), автоматические и пилотируемые лунные КА (программы «Луна» и «Аполлон», с мягкой посадкой на Луну), межпланетные КА («Венера-7» и «Марс-3», совершившие соответственно в 1969 и 1971 гг. первые мягкие посадки на поверхность планет, многочисленные зонды для изучения межпланетного пространства, звезд и галактик.

КА, автоматические и пилотируемые, работают в экстремальных условиях по температурам (от 10-30К до 180 К в открытом космосе 6-8 тыс. К при выходе в атмосферу Земли), давлениям (90 атм при 750 К у поверхности Венеры в углекислой среде и до 10 в -21 кг/м3 в открытом космосе, т.е, 1 атом водорода в 1 см3), ускорениям при взлете и посадке, воздействиям высокоэнергетических излучений, различных микробиологических факторов, а также психофизических нагрузок для пилотов КК.

В своих мечтах человечество уже давно устремилось в космос – рассказы о полете в небо встречаются в ассирийско-вавилонском эпосе, древне-китайских, индийских и иранских легендах. Первые серьезные обоснования возможности полета в космическом пространстве были даны русским ученым К.Э. Циолковским уже в конце 19 в. В 1903 он опубликовал свой бессмертный труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в котором дал принципиальные решения целого ряда основных проблем космонавтики. Фундаментальные принципы космического полета нашли дальнейшее развитие в работах Н.Е.Жуковского, И.В. Мещерского, Ю.В. Кондратюка, Ф.А.Цандера, Н.А.Рынина и других русских ученых. За рубежом ранние научные труды по космонавтике были опубликованы Р.Эно-Пельтри (1913), Р.Годдардом (1919 г.), Г.Обертом.

Практическая космонавтика – ракетная техника и технологии – развивались чрезвычайно быстрыми темпами: 4 октября 1957 г. В СССР запущен первый ИСЗ, 12 апреля 1961 г. Совершился первый полет Ю.Гагарина в космос; 16-24 июля 1969 г. – полет и посадка на Луну Н.Армстронга, Э.Олдрин и М.Коллинза. К настоящему времени список космонавтов исчисляется сотнями, запущенные ракетные зонды и КА – тысячами. Ближайшая задача человечества – полет человека на Марс, создание станций на Луне.

Теория и практика космических исследований получила дальнейшее развитие в работах Н.И.Тихомирова, В.П.Глушко, С.П. Королева, А.А.Благонравова, М.К.Тихонравова, М.В.Келдыша, М.К.Янгеля, В.П. Бармина, В.Н.Челомея, Г.Н.Бабакина, Н.А.Пилюгина, Б.Н.Петрова, А.М.Исаева, К.Д. Бушуева, Ф.А.Цандера, Э.Зенгера, а также И.Винклера, Вернера фон Брауна (знаменитая ФАУ-2, первая ракета для военных целей, реализованная в промышленном масштабе).

Основным элементом ракетных систем для военных целей и космических полетов является ракетный двигатель (РД), которые различаются по виду, источникам энергии – химические, пневматические, электрические, ядерные, лазерные, солнечные; по состоянию рабочего тела – жидкостные (ЖРД), твердотопливные (РДТТ), гибридные (ГРД), а также фотонные, сублимационные и т.д. По использованию РД делятся на основные и вспомогательные (для управления полетом, аварийного спасения, передвижения космонавтов в открытом космосе).

Для обеспечения деятельности человека  в ракетно-космической области в развитых странах были созданы новые отрасли науки и производства, которые довольно быстро разделились на две смежные области: военную и мирную, научно-исследовательского значения.

В Военной области основное внимание уделяется средствам доставки боезарядов ракетам, в гражданской – средствам изучения Земли, планет и космического пространства. Однако фундаментальные принципы космонавтики (реактивного движения, использования сил притяжения для коррекции и управления траекториями, учет воздействия атмосферы при посадке или баллистическом спуске и др.) являются для них общими.

АВТОРЫ:

1. Авдуевский В.С, Успенский Г.Г. Космическая индустрия, М., 1989

2. Амбарцумян В.А. Проблемы современной космогонии, М., 1972

3. Артемьев И. Артиллерия и ракеты, М, 1968

4. Беляев М.Ю. Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях. М, 1984.

5. Безбородов В.Г., Жаков А.М. Вопросы управления космическим аппаратом, М, 1975

6. Волков Е.Б. Ракетные двигатели. М, 1969

7. Гагарин Ю, Лебедев В. Психология и космос. М, 1976

8. Галактическая и внегалактическая автрономия. Под ред. Г.Р.Векслер, К.Ч. Келлерман, М, 1976

9. Генеральный конструктор ак. Челомей. Мин. Возд. Тр-та, 1990

10. Герман М.А. Спутниковая метеорология, Л, 1975

11. Гуревич А.Э., Чернин А.Д., Введение в космогонию, М, 1978

12. Гуров А.В., Севрук Д.Д., Сурнов Д.Н. Конструкция и проектирование двигательных установок, М, 1980

13. Жуков Г.П. Космическое право, М, 1971

14. Келдыш М.В., Мааров М.Я. Космические исследования, М, 1981

15. Каманин Н.П. Скрытый космос, кн.I, II, III – 1995, 97, 99

16. Космические аппараты. Ред Фектистов К.П. Изд. МГУ, 1980.

17. Кисунько Г.В. Секретная зона. Исповедь генерального конструктора, М, 1996 г.

18. Комаров В.Н. Космос, бог и вечность мира. М, 1963

19. Лангемак Г.Э, Глушко В.П. Ракеты, их устройство и применение, М-Л, 1935

20. Маликов В.Г. и др. Наземное оборудование ракет, М, 1971

21. Ненахов Ю.Ю. Чудо-оружие Третьего рейха, М, 1999

22. Орлов А.С. Основные теории полета космических аппаратов, М, 1972

23. Платонов В.П., Горбулин В.П., Михаил Кузьмич Янгель, К, 1979

24. Петров В.П., Сочивко А.А., Управление ракетами, М, 1963

25. Первов М.А., Зенитное ракетное оружие ПВО страны. М, 2000

26. Первов М.А. Межконтинентальные баллистические ракеты СССР и России, М, 1996

27. Первов М.А. Ракетные комплексы ракетных войск стратегического назначения, М, 1999

28. Регель Л.Л. Космическое машиноведение, М, 1984

29. Реутов А.П. Радиолокационные станции бокового обзора, М, 1970

30. Романов А.П. Королев, М, 1996

31. Романов А.П, Губарев В.С. Конструкторы, М, 1989

32. Сборник статей: С.П. Королев, М, изд Знание, 1977

33. Сиверс А.П. Радиоэлектроника и космос. М, 1978

34. Славин С.Н. Оружие победы. М, 2005

35. Силантьев А.И. Справочники по ракетным топливам. М, 1964-80

36. Стирнс Э.С. Управление космическими аппаратами и кораблями. М, 1971

37. Сонечкин Д.М. Спутниковая океанология, т.1-2, Л, 1975-80

38. Справочник Jane`s Air-Launched

39. Тейлор Ф.Д. Цифровые методы в космической связи. М, 1969

40. Успенский Г.Р. Требования к космическим средствам для исследования природных ресурсов Земли. М, 1976

41. Феоктистов К.П. Научный орбитальный комплекс. М, 1980.

42. Физика космоса (энциклопедия). М, 1986

43. Хозиков В. Ракетные боги Кремля. М, 2004

44. Циолковский К.Э. Документы и материалы. 1879-1966, Калуга, 1968.

45. Циолковский К.Э. Собрание сочинений, т.1-4, М, 1951-1964.

46. Чуров Е.П. Суворов Е.Ф. Космические средства судовождения. М, 1979

47. Черток Б.Е. Ракеты и люди. Фили, Подлипки.

48. Черток Б.Е. Лунная гонка.

49. Шарп М.Р. Человек в космосе. М, 1971.

50. Шарокорад А.Б. Чудо-оружие СССР. М, 2004

51. Штулингер Э. Ионные двигатели для комплексных полетов. М, 1966.

52. Шокин А.А. Министр невероятной промышленности СССР. М, 1999