Космические корабли

Космические корабли (КК) - космические летательные аппараты, предназначенные для полета людей - космонавтов.

Первый полет в космос на космическом корабле "Восток" совершил 12 апреля 1961 г. советский летчик-космонавт Ю. А. Гагарин. Масса КК "Восток" вместе с космонавтом - 4725 кг, максимальная высота полета над Землей - 327 км. Полет Юрия Гагарина продолжался всего 108 мин, но он имел историческое значение: было доказано, что человек может жить и работать в космосе. "Он всех нас позвал в космос", - сказал о Юрии Гагарине американский космонавт Нейл Армстронг.

КК запускаются либо с самостоятельной целью (проведение научно-технических исследований и экспериментов, наблюдения из космоса Земли и природных явлений в окружающем пространстве, испытания и отработка новых систем и оборудования), либо с целью доставки экипажей на орбитальные станции.

КК создают и запускают СССР и США.

Всего до 1 января 1986 г. было осуществлено 112 полетов КК различных типов с экипажами: 58 полетов советских КК и 54 американских. В этих полетах использовались 93 КК (58 советских и 35 американских). На них совершили полеты в космос 195 человек - 60 советских и 116 американских космонавтов, а также по одному космонавту из Чехословакии, Польши, ГДР, Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Кубы, Монголии, Румынии, Франции и Индии, которые совершили полеты в составе международных экипажей на советских КК "Союз" и орбитальных станциях "Салют", три космонавта из ФРГ и по одному космонавту из Канады, Франции, Саудовской Аравии, Нидерландов и Мексики, которые совершили полеты на американских КК многоразового использования "Спейс Шаттл".

Первый в мире космонавт Ю. А. Гагарин

В отличие от автоматических космических летательных аппаратов каждый космический корабль имеет три основных обязательных элемента: герметический отсек с системой жизнеобеспечения, в котором живет и работает в космосе экипаж; спускаемый аппарат для возвращения экипажа на Землю; системы ориентации, управления и двигательную установку для изменения орбиты и схода с нее перед посадкой (последний элемент характерен для многих автоматических ИСЗ и АМС).

Система жизнеобеспечения создает и поддерживает в герметическом отсеке условия, необходимые для жизни и деятельности человека: искусственную газовую среду (воздух) определенного химического состава, с определенными давлением, температурой, влажностью; удовлетворяет потребности экипажа в кислороде, пище, воде; удаляет отходы жизнедеятельности человека (например, поглощает выдыхаемый человеком углекислый газ). При кратковременных полетах запасы кислорода могут храниться на борту КК, при длительных кислород может получаться, например, путем электролиза воды или разложения углекислого газа.

Спускаемые аппараты для возвращения экипажа на Землю используют парашютные системы для уменьшения скорости снижения перед посадкой. Спускаемые аппараты американских КК совершают посадку на водную поверхность, советских КК - на твердую земную поверхность. Поэтому спускаемые аппараты КК "Союз" дополнительно имеют двигатели мягкой посадки, срабатывающие непосредственно у поверхности и резко снижающие скорость посадки. Спускаемые аппараты имеют также мощные наружные теплозащитные экраны, так как при входе в плотные слои атмосферы с большими скоростями их внешние поверхности из-за трения о воздух нагреваются до очень высоких температур.

Космические корабли СССР: "Восток", "Восход" и "Союз". Выдающаяся роль в их создании принадлежит академику С. П. Королеву. На этих космических кораблях были совершены замечательные полеты, ставшие этапными в развитии космонавтики. На КК "Восток-3" и "Восток-4" космонавты А. Г, Николаев и П. Р. Попович выполнили впервые групповой полет. КК "Восток-6" поднял в космос первую женщину-космонавта В. В. Терешкову. Из корабля "Восход-2", пилотируемого П. И. Беляевым, космонавт А. А. Леонов впервые в мире совершил выход в открытый космос в специальном скафандре. Первая экспериментальная орбитальная станция на орбите спутника Земли была создана путем стыковки кораблей "Союз-4" и "Союз-5", пилотируемых космонавтами В. А. Шаталовым и Б. В. Волыновым, А. С. Елисеевым, Е. В. Хруновым. А. С. Елисеев и Е. В. Хрунов вышли в открытый космос и перешли в корабль "Союз-4". Многие корабли "Союз" использовались для доставки экипажей на орбитальные станции "Салют".

КК "Союз" - наиболее совершенные пилотируемые космические аппараты, созданные в СССР. Они предназначены для выполнения широкого круга задач в околоземном космическом пространстве: обслуживания орбитальных станций, изучения воздействия условий длительного космического полета на организм человека, проведения экспериментов в интересах науки и народного хозяйства, испытаний новой космической техники. Масса КК "Союз" - 6800 кг, максимальная длина - 7,5 м, максимальный диаметр - 2,72 м, размах панелей с солнечными батареями - 8,37 м, общий объем жилых помещений - 10 м³. Корабль состоит из трех отсеков: спускаемого аппарата, орбитального отсека и приборно-агрегатного отсека.

В спускаемом аппарате экипаж находится на участке выведения корабля на орбиту, при управлении кораблем в полете по орбите, при возвращении на Землю. Орбитальный отсек - лаборатория, в которой космонавты проводят научные исследования и наблюдения, занимаются физическими упражнениями, питаются и отдыхают. В этом отсеке оборудованы места для работы, отдыха и сна космонавтов. Орбитальный отсек можно использовать в качестве шлюзовой камеры для выхода космонавтов в открытый космос. В приборно-агрегатном отсеке размещается основная бортовая аппаратура и двигательные установки корабля. Часть отсека герметична. Внутри ее поддерживаются условия, необходимые для нормального функционирования системы терморегулирования, энергопитания, аппаратуры радиосвязи и телеметрии, приборов системы ориентации и управления движением. В негерметичной части отсека смонтирована жидкостная реактивная двигательная установка, которая используется для маневрирования КК на орбите, а также для схода корабля с орбиты. Она состоит из двух двигателей тягой по 400 кг каждый. В зависимости от программы полета и заправки топливом двигательной установки КК "Союз" может совершать маневры по высоте до 1300 км.

До 1 января 1986 г. были запущены 54 КК типа "Союз" и его усовершенствованного варианта "Союз Т" (из них 3 - без экипажа).

Космические корабли США: одноместные "Меркурий" (было запущено 6 КК), двухместные "Джемини" (10 КК), трехместные "Аполлон" (15 КК) и многоместные КК многоразового использования, созданные по программе "Спейс Шаттл". Наибольший успех был достигнут американской космонавтикой с помощью КК "Аполлон", предназначенных для доставки экспедиций на Луну. Всего было предпринято 7 таких экспедиций, из них 6 были успешными. Первая экспедиция на Луну состоялась 16-24 июля 1969 г. на КК "Аполлон-11", пилотируемом экипажем в составе космонавтов Н. Армстронга, Э. Олдрина и М. Коллинза. 20 июля Армстронг и Олдрин в лунном отсеке корабля высадились на Луну, в то время как Коллинз в основном блоке "Аполлона" совершал полет по окололунной орбите. Лунный отсек пробыл на Луне 21 ч 36 мин, из них более 2 ч космонавты находились непосредственно на поверхности Луны. Затем они стартовали с Луны в лунном отсеке, состыковались с основным блоком "Аполлона" и, сбросив использованный лунный отсек, взяли курс на Землю. 24 июля экспедиция благополучно приводнилась в Тихом океане.

Космический корабль 'Восток'

Ракета-носитель с космическим кораблем 'Союз-15' перед стартом

Космический корабль 'Союз-19'

Третья по счету экспедиция на Луну оказалась неудачной: на пути к Луне с "Аполлоном-13" произошла авария, высадка на Луну была отменена. Обогнув наш естественный спутник и преодолев колоссальные трудности, космонавты Дж. Ловелл, Ф. Хейс и Дж. Суиджерт вернулись на Землю.

На Луне американские космонавты вели научные наблюдения, разместили приборы, которые работали после их отлета с Луны, доставили на Землю образцы лунного грунта.

В начале 80-х гг. в США был создан КК нового типа - космический корабль многоразового использования "Спейс Шаттл" ("Космический челнок"). Конструктивно космическая транспортная система "Спейс Шаттл" представляет собой орбитальную ступень - самолет с тремя жидкостными ракетными двигателями (ракетоплан), - крепящуюся к наружному подвесному топливному баку с двумя твердотопливными ускорителями. Подобно обычным ракетам-носителям корабли "Спейс Шаттл" стартуют вертикально (стартовый вес системы - 2040 т). Топливный бак после использования отделяется и сгорает в атмосфере, ускорители после отделения приводняются в Атлантическом океане и могут использоваться повторно.

Стартовый вес орбитальной ступени примерно 115 т, включая полезную нагрузку весом около 30 т и экипаж из 6-8 космонавтов; длина фюзеляжа - 32,9 м, размах крыльев - 23,8 м.

После выполнения задач в космосе орбитальная ступень возвращается на Землю, совершая посадку, как обычный самолет, и в дальнейшем может использоваться повторно.

Основное назначение КК "Спейс Шаттл" - выполнение челночных рейсов по маршруту "Земля - орбита - Земля" для доставки на сравнительно низкие орбиты полезных нагрузок (спутников, элементов орбитальных станций и т. п.) различного назначения, а также проведения в космосе различных исследований и экспериментов. Министерство обороны США планирует широкое использование КК "Спейс Шаттл" для милитаризации космоса, против чего решительно выступает Советский Союз.

Первый полет КК многоразового использования "Спейс Шаттл" состоялся в апреле 1981 г. До 1 января 1986 г. состоялось 23 полета КК этого типа, при этом использовались 4 орбитальные ступени "Колумбия", "Чэлленджер", "Дискавери" и "Атлантис".

В июле 1975 г. на околоземной орбите был выполнен важный международный космический эксперимент: в совместном полете участвовали корабли двух стран - советский "Союз-19" и американский "Аполлон". На орбите корабли состыковались, и в течение двух дней существовала космическая система из космических кораблей двух стран. Значение этого эксперимента в том, что была решена крупная научно-техническая проблема совместимости кораблей для выполнения программы совместного полета со сближением и стыковкой, взаимным переходом экипажей, совместными научными исследованиями.

Совместный полет КК "Союз-19", пилотируемого космонавтами А. А. Леоновым и В. Н. Кубасовым, и КК "Аполлон", пилотируемого космонавтами Т. Стаффордом, В. Брандом и Д. Слейтоном, стал историческим событием в космонавтике. Этот полет показал, что СССР и США могут сотрудничать не только на Земле, но и в космосе.

В период с марта 1978 г. по май 1981 г. на советских КК "Союз" и орбитальной станции "Салют-6" состоялись полеты девяти международных экипажей по программе "Интеркосмос". В космосе международные экипажи выполняли большую научную работу - провели около 150 научно-технических экспериментов в области космической биологии и медицины, астрофизики, космического материаловедения, геофизики, наблюдения Земли с целью изучения ее природных ресурсов.

В 1982 г. на советском КК "Союз Т-6" и орбитальной станции "Салют-7" совершил полет советско-французский международный экипаж, а в апреле 1984 г. на советском КК "Союз Т-11" и орбитальной станции "Салют-7" совершили полет советские и индийский космонавты.

Полеты международных экипажей на советских КК и орбитальных станциях имеют большое значение для развития мировой космонавтики и развития дружественных связей между народами различных стран (см. Космонавт).