Šta svemirski brod ima? Morski psi u Baltičkom moru. Nuklearna elektrana za rusku svemirsku letjelicu

Ovaj članak će pokriti takvu temu kao što su svemirski brodovi budućnosti: fotografije, opisi i specifikacije. Prije nego što pređemo direktno na temu, nudimo čitatelju kratku digresiju u povijest, koja će vam pomoći da cijenite stanje tehnike svemirska industrija.

Prostor u periodu hladni rat bila je jedna od arena u kojoj se vodila konfrontacija između SAD-a i SSSR-a. Glavni poticaj za razvoj svemirske industrije tih godina bila je upravo geopolitička konfrontacija supersila. Ogromni resursi su uloženi u programe istraživanja svemira. Na primjer, na implementaciju projekta pod nazivom "Apollo", čiji je glavni cilj spuštanje čovjeka na površinu Mjeseca, vlada Sjedinjenih Američkih Država potrošila je oko 25 milijardi dolara. Ovaj iznos za 1970-te bio je jednostavno gigantski. Budžet Sovjetskog Saveza, lunarni program, koji nikada nije bio suđen da se realizuje, koštao je 2,5 milijardi rubalja. Razvoj svemirske letjelice Buran koštao je 16 miliona rubalja. Istovremeno mu je suđeno da obavi samo jedan let u svemir.

Program Space Shuttle

Njegov američki kolega imao je mnogo više sreće. Space Shuttle je izvršio 135 lansiranja. Međutim, ovaj "šatl" nije bio vječan. Njegovo posljednje lansiranje održano je 8. jula 2011. godine. Tokom realizacije programa, Amerikanci su pustili 6 "šatlova". Jedan od njih je bio prototip koji nikada nije obavljao svemirske letove. 2 druga su potpuno zakazala.

Program Space Shuttle se teško može smatrati uspješnim sa ekonomske tačke gledišta. Ispostavilo se da su brodovi za jednokratnu upotrebu bili mnogo ekonomičniji. Osim toga, sumnja je izazvala sigurnost letova na "šatlovima". Usljed dvije nesreće koje su se dogodile tokom njihove operacije, žrtve su postale 14 astronauta. Međutim, razlog ovako dvosmislenih rezultata putovanja nije tehnička nesavršenost brodova, već složenost samog koncepta svemirskih letjelica za višekratnu upotrebu.

Vrijednost svemirske letjelice Sojuz danas

Kao rezultat toga, Sojuz, potrošni svemirski brod iz Rusije, koji je razvijen još 1960-ih, postao je jedina vozila koja danas obavljaju letove s ljudskom posadom do ISS-a. Treba napomenuti da to ne znači da su superiorniji od Space Shuttlea. Imaju niz značajnih nedostataka. Na primjer, njihova nosivost je ograničena. Također, korištenje ovakvih uređaja dovodi do nakupljanja orbitalnog otpada, koji ostaje nakon njihovog rada. Vrlo brzo će svemirski letovi na Sojuzu postati historija. Do danas ne postoje prave alternative. Svemirski brodovi budućnosti su još u razvoju, a fotografije su predstavljene u ovom članku. Ogroman potencijal koji je inherentan konceptu višekratne upotrebe brodova često ostaje tehnički neostvariv čak i u naše vrijeme.

Izjava Baracka Obame

Barack Obama je u julu 2011. objavio da je glavni cilj astronauta iz Sjedinjenih Država u narednim decenijama let na Mars. Svemirski program Constellation postao je jedan od programa koje NASA provodi u sklopu leta na Mars i istraživanja Mjeseca. U te svrhe, naravno, potrebne su nam nove svemirske letjelice budućnosti. Kako je sa njihovim razvojem?

Orion svemirska letjelica

Glavne nade polažu se u stvaranje "Oriona" - nove svemirske letelice, kao i raketa nosača "Ares-5" i "Ares-1" i lunarnog modula "Altair". Vlada Sjedinjenih Država je 2010. godine odlučila da ukine program Constellation, ali uprkos tome, NASA je ipak dobila priliku da dalje razvija Orion. U bliskoj budućnosti planira se izvođenje prvog probnog bespilotnog leta. Pretpostavlja se da će se uređaj tokom ovog leta udaljiti od Zemlje za 6 hiljada km. To je oko 15 puta više od udaljenosti na kojoj se ISS nalazi od naše planete. Brod će nakon probnog leta krenuti prema Zemlji. Novi aparat može ući u atmosferu brzinom od 32.000 km/h. "Orion" po ovom pokazatelju premašuje legendarni "Apollo" za 1,5 hiljada km/h. Prvo lansiranje s ljudskom posadom zakazano je za 2021.

Prema planovima NASA-e, Atlas-5 i Delta-4 će služiti kao lansirna vozila za ovu letjelicu. Odlučeno je da se odustane od razvoja Aresa. Za istraživanje dubokog svemira, osim toga, Amerikanci dizajniraju SLS - novo lansirno vozilo.

Orion koncept

Orion je brod za djelimično višekratnu upotrebu. Konceptualno je bliži Sojuzu nego Šatlu. Većina svemirskih letjelica budućnosti je djelomično za višekratnu upotrebu. Ovaj koncept pretpostavlja da se tečna kapsula broda nakon slijetanja na Zemlju može ponovo koristiti. Ovo će kombinovati ekonomičnost rada Apolla i Sojuza sa funkcionalnom praktičnošću. brodovi za višekratnu upotrebu. Ova odluka je prelazni korak. Očigledno će u dalekoj budućnosti sve svemirske letjelice budućnosti postati višekratne. To je trend razvoja svemirske industrije. Stoga možemo reći da je sovjetski Buran prototip svemirske letjelice budućnosti, baš kao i američki Space Shuttle. Bili su daleko ispred svog vremena.

CST-100

Čini se da riječi "razboritost" i "praktičnost" karakteriziraju Amerikance na najbolji mogući način. Vlada ove zemlje odlučila je da ne preuzima sve svemirske ambicije Oriona. Danas, po nalogu NASA-e, nekoliko privatnih firmi razvijaju sopstvene svemirske letelice budućnosti, koje su dizajnirane da zamene uređaje koji se danas koriste. Boeing, na primjer, razvija CST-100, djelomično višekratnu upotrebu i svemirski brod s posadom. Dizajniran je za kratka putovanja do Zemljine orbite. Njegov glavni zadatak bit će isporuka tereta i posade na ISS.

Planirano lansiranje CST-100

Posada broda može biti do sedam ljudi. Tokom razvoja CST-100, pažnja je posvećena Posebna pažnja udobnost astronauta. Njegov životni prostor značajno je povećan u odnosu na brodove prethodne generacije. Vjerovatno će lansiranje CST-100 biti obavljeno pomoću raketa-nosača Falcon, Delta ili Atlas. "Atlas-5" je najprikladnija opcija. Uz pomoć vazdušnih jastuka i padobrana, brod će sletjeti. Prema Boeingovim planovima, CST-100 će biti podvrgnut nizu probnih lansiranja 2015. godine. Prva 2 leta bit će bespilotna. Njihov glavni zadatak je postavljanje uređaja u orbitu i testiranje sigurnosnih sistema. Tokom trećeg leta planirano je pristajanje sa posadom na ISS. CST-100 će, u slučaju uspješnih testiranja, vrlo brzo zamijeniti Progres i Sojuz, ruske svemirske letjelice koje trenutno obavljaju letove s monopolom na ISS.

Razvoj "Zmaja"

Još jedan privatni brod dizajniran za isporuku posade i tereta na ISS bit će aparat koji je razvio SpaceX. Ovo je "Dragon" - monoblok brod, djelomično za višekratnu upotrebu. Planirana je izrada 3 modifikacije ovog uređaja: autonomna, teretna i sa posadom. Kao i CST-100, posada može biti do sedam ljudi. Brod u modifikaciji tereta može ukrcati 4 osobe i 2,5 tone tereta.

"Zmaja" žele u budućnosti koristiti i za let na Mars. Za to se stvara posebna verzija ovog broda pod nazivom Crveni zmaj. Bespilotni let ovog uređaja na Crvenu planetu održat će se, prema planovima američkih svemirskih vlasti, 2018. godine.

Dizajnerska karakteristika "Zmaja" i prvih letova

Ponovna upotreba je jedna od karakteristika "Zmaja". Spremnici za gorivo i dio energetskih sistema nakon leta će se zajedno sa živom kapsulom spustiti na Zemlju. Zatim se mogu ponovo koristiti za svemirske letove. Ovo karakteristika dizajna povoljno razlikuje "Dragon" od većine drugih obećavajućih razvoja. "Dragon" i CST-100 u bliskoj budućnosti će se međusobno nadopunjavati i služiti kao "zaštitna mreža". Ako jedan od ovih tipova broda iz nekog razloga ne ispuni zadatke koji su mu dodijeljeni, dio njegovog posla preuzima drugi.

Dragon je prvi put lansiran u orbitu 2010. godine. Probni let bez posade uspješno je završen. A 2012. godine, 25. maja, ovaj uređaj je pristao na ISS. Do tada brod nije imao automatski sistem za pristajanje, a za njegovu implementaciju bilo je potrebno koristiti manipulator svemirske stanice.

"gonitelj snova"

"Dream Chaser" je drugo ime za svemirski brod budućnosti. Nemoguće je ne spomenuti ovaj projekat SpaceDev-a. Takođe, u njenom razvoju je učestvovalo 12 partnera kompanije, 3 američka univerziteta i 7 NASA centara. Ovaj brod se značajno razlikuje od ostalih svemirskih razvoja. Po izgledu podsjeća na minijaturni svemirski šatl i može sletjeti na isti način kao i konvencionalni avion. Njegovi glavni zadaci su slični zadacima sa kojima se suočavaju CST-100 i Dragon. Uređaj je dizajniran za isporuku posade i tereta u nisku orbitu Zemlje, a tamo će biti lansiran pomoću Atlas-5.

šta imamo?

I kako Rusija može da odgovori? Šta su ruske svemirske letelice budućnosti? RSC Energia je 2000. godine započela projektiranje svemirskog kompleksa Clipper, koji je višenamjenski. Ova svemirska letjelica je za višekratnu upotrebu, koja spolja podsjeća na nešto "šatl", smanjene veličine. Dizajniran je za rješavanje raznih problema, kao što su dostava tereta, svemirski turizam, evakuacija posade sa stanice, letovi na druge planete. U ovaj projekat polagale su se određene nade.

Pretpostavljalo se da će svemirski brod budućnosti Rusije uskoro biti konstruisan. Međutim, zbog nedostatka sredstava, ove nade su morale biti napuštene. Projekat je zatvoren 2006. Tehnologije koje su se razvijale godinama planirano je da se koriste za projektovanje PPTS-a, poznatog i kao projekat Rus.

Karakteristike PCA

Najbolji svemirski brodovi budućnosti, po mišljenju stručnjaka iz Rusije, su PPTS. Upravo je ovaj svemirski sistem predodređen da postane nova generacija svemirskih letjelica. Moći će zamijeniti Progres i Sojuz, koji brzo zastarevaju. Danas se RSC Energia bavi razvojem ovog broda, kao i nekada Klipera. PTK NK će postati osnovna modifikacija ovog kompleksa. Njegov glavni zadatak će opet biti isporuka posade i tereta na ISS. Međutim, u dalekoj budućnosti dolazi do razvoja modifikacija koje će moći letjeti na Mjesec, kao i obavljati različite istraživačke misije koje su dugotrajne.

Sam brod bi trebao postati djelomično za višekratnu upotrebu. Kapsula tečnosti će se ponovo koristiti nakon sletanja, ali motorni prostor neće. Zanimljiva karakteristika ovog broda je mogućnost sletanja bez padobrana. Mlazni sistem će se koristiti za kočenje i slijetanje na površinu zemlje.

Nova svemirska luka

Za razliku od Sojuza, koji polijeću sa kosmodroma Bajkonur u Kazahstanu, planirano je da novi brodovi budu lansirani sa kosmodroma Vostočni u izgradnji u Amurskoj oblasti. 6 ljudi će činiti posadu. Uređaj također može podnijeti teret težine do 500 kg. Brod u bespilotnoj verziji može isporučiti teret do 2 tone težine.

Izazovi sa kojima se suočavaju PCA programeri

Jedan od glavnih problema sa kojima se suočava projekat PPTS je nedostatak lansirnih raketa sa potrebnim karakteristikama. Glavni tehnički aspekti letelice su danas razrađeni, ali nedostatak rakete-nosača dovodi njene programere u veoma težak položaj. Pretpostavlja se da će po karakteristikama biti blizak Angari, koja je razvijena još 90-ih godina.

Još jedan ozbiljan problem, koliko je čudno, je svrha dizajna PCA. Rusija si danas teško može priuštiti implementaciju ambicioznih programa za istraživanje Marsa i Mjeseca, nalik onima koje sprovode Sjedinjene Države. Čak i ako se svemirski kompleks uspješno razvije, najvjerovatnije će mu jedini zadatak biti isporuka posade i tereta na ISS. Početak PPTS testiranja je odgođen do 2018. Obećavajući uređaji iz Sjedinjenih Država do ovog trenutka će najvjerovatnije već preuzeti funkcije koje danas obavljaju ruski svemirski brodovi Progres i Sojuz.

Magloviti izgledi za svemirska putovanja

Činjenica je da je svijet danas ostao lišen romantike svemirskih putovanja. Ovdje se, naravno, ne radi o svemirskom turizmu i lansiranju satelita. Ne možete brinuti o ovim područjima astronautike. Letovi na ISS su veoma važni za svemirsku industriju, ali je trajanje boravka u orbiti samog ISS-a ograničeno. U 2020. godini planira se likvidacija ove stanice. A svemirske letjelice budućnosti s ljudskom posadom jesu sastavni dio specifičan program. Ne može se razviti novi aparat u nedostatku ideja o zadacima koji stoje pred njim. Ne samo za isporuku posade i tereta na ISS, nove svemirske letjelice budućnosti se dizajniraju u Sjedinjenim Državama, već i za letove na Mjesec i Mars. Međutim, ovi zadaci su toliko daleko od svakodnevnih ovozemaljskih briga da u narednim godinama teško treba očekivati ​​značajnije pomake na polju astronautike. Svemirske prijetnje ostaju fantazija, tako da nema smisla dizajnirati borbene svemirske brodove budućnosti. I, naravno, moći Zemlje imaju mnogo drugih briga osim što se bore jedna protiv druge za mjesto u orbiti i drugim planetama. Izgradnja takvih vozila kao vojnih svemirskih letjelica budućnosti je stoga nepraktična.

svemirski lift

Projekat MAKS

Sajber napad - oružje ratova budućnosti

Oak Island

Mašine za popločavanje

Moderne tehnologije ne miruju, razvijaju se velikom brzinom, donoseći mnogo zanimljivih i korisnih stvari u naše živote. ti...

berlinska kapija

Brandenburška kapija je najpoznatiji simbol Berlina i Njemačke. Dugi niz godina služili su kao simbol podijeljene Njemačke i Berlina, a nakon 1989.

Putovanje izvan tijela

U današnje vrijeme, malo je ljudi koji ispovijedaju apsolutni materijalizam. Čak i konzervativno naučni svet Došao sam do spoznaje da sam u...

Ako prvu osobu koju sretnete pitate šta zna o Japanu, većina ljudi će odgovoriti da je ovo zemlja sakura, gejša i kimona. ...

NLO kidnapovanje

Prijavljena viđenja NLO-a, uprkos njihovoj neverovatnosti, blede u poređenju sa izveštajima o susretima vanzemaljaca. Jedna od opcija...

Su-35S protiv F-22

Su-35S je nastavak duboke modernizacije aviona Su-27SM3. On će zamijeniti svjetski poznati lovac Su-27 i njegove modifikacije. Do 2020...

Kaspijsko more-jezero

po najviše veliko jezero na planeti je Kaspijsko more. Njegova površina je skoro 400 kvadratnih kilometara. O njemu do sada...

Golden Gate most

San Francisco je jedan od najpopularnijih gradova na svijetu. Njegova glavna atrakcija je čuveni most Golden Gate, bačen preko istoimenog...

U OKB-u je razvijen lovac pete generacije Su 57. Suha...

Zašto Leonovljev kvantni motor nije implementiran?

U štampi se povremeno pojavljuju bilješke o nepoznatom razvoju brijanskog naučnika ...

Istorija hrane starih Slovena

Stari Sloveni, kao i mnogi narodi tog vremena, vjerovali su da su mnogi ...

Motocikli sa kardanskim pogonom

Nije dovoljno kupiti motocikl i voziti ga, sipajući mu gorivo...

Narodni predznaci o biserima

Pre svega, biser je neverovatno lep kamen koji je...

Kako dobiti struju iz vode

Zaposleni na Univerzitetu Alberta otkrili su fundamentalno novi način proizvodnju električne energije iz...

Morski psi u Baltičkom moru

Nekako se ispostavilo da od ajkula u Baltičkom moru, samo ...

Kosmonautika u Rusiji dobrim dijelom nasljeđuje svemirske programe Sovjetskog Saveza. Glavno upravljačko tijelo svemirske industrije u Rusiji je državna korporacija Roscosmos.

Ova organizacija kontroliše brojna preduzeća, kao i naučna udruženja, od kojih je velika većina nastala tokom sovjetske ere. Među njima:

• Centar za kontrolu misije. Istraživački odjel Instituta za mašinstvo (FGUP TsNIIMash). Osnovan 1960. godine sa sjedištem u naučnom gradu Koroljev. Zadaci MCC-a uključuju kontrolu i upravljanje letovima svemirskih letjelica, koji se istovremeno mogu servisirati u količini do dvadesetak vozila. Osim toga, MCC vrši proračune i studije u cilju poboljšanja kvaliteta upravljanja aparatima i rješavanja nekih problema u oblasti upravljanja.
• Star City je naselje gradskog tipa zatvorenog tipa, koje je osnovano 1961. godine na teritoriji okruga Ščelkovski. Međutim, 2009. godine izdvojen je u poseban okrug i uklonjen iz Ščelkova. Na teritoriji od 317,8 hektara nalaze se stambeni objekti za svo osoblje, zaposlene u Roskosmosu i njihove porodice, kao i sve kosmonaute koji takođe prolaze svemirsku obuku u CTC-u. U 2016. godini broj stanovnika grada je veći od 5600.
• Centar za obuku kosmonauta koji nosi ime Jurija Gagarina. Osnovan 1960. godine i nalazi se u Star Cityju. Obuku kosmonauta obezbjeđuju brojni simulatori, dvije centrifuge, laboratorija za avione i trospratna hidrolaboratorija. Ovo posljednje omogućava stvaranje bestežinskih uvjeta sličnih onima na ISS-u. U ovom slučaju se koristi izgled svemirske stanice pune veličine.
• Kosmodrom Bajkonur. Osnovan je 1955. godine na površini od 6717 km² u blizini grada Kazaly, Kazahstan. Trenutno je u zakupu u Rusiji (do 2050.) i vodeći je po broju lansiranja - 18 raketa-nosača u 2015. godini, dok Cape Canaveral zaostaje za jedno lansiranje, a kosmodrom Kourou (ESA, Francuska) ima 12 lansiranja godišnje. Održavanje kosmodroma uključuje dva iznosa: najam - 115 miliona dolara, održavanje - 1,5 milijardi dolara.
• Kosmodrom Vostočni počeo je da se stvara 2011. godine u Amurskoj oblasti, u blizini grada Ciolkovskog. Osim stvaranja drugog Bajkonura u Rusiji, Vostochny je namijenjen i za komercijalne letove. Svemirska luka se nalazi u blizini razvijenih željezničkih čvorova, autoputeva i aerodroma. Osim toga, zbog uspješne lokacije Vostochny, odvojeni dijelovi lansirnih raketa padat će u slabo naseljena područja ili čak u neutralne vode. Troškovi izgradnje kosmodroma iznosit će oko 300 milijardi rubalja, a trećina ovog iznosa potrošena je 2016. 28. aprila 2016. godine izvršeno je prvo lansiranje rakete koja je dovela tri satelita u Zemljinu orbitu. Lansiranje svemirske letjelice s ljudskom posadom planirano je za 2023. godinu.
• Kosmodrom "Plesetsk". Osnovan 1957. godine u blizini grada Mirni, Arhangelska oblast. Zauzima 176.200 hektara. "Pleseck" je namenjen za lansiranje strateških odbrambenih sistema, bespilotnih svemirskih naučnih i komercijalnih vozila. Prvo lansiranje sa kosmodroma obavljeno je 17. marta 1966. godine, kada je lansirana raketa-nosač Vostok-2, sa satelitom Kosmos-112. 2014. godine održano je lansiranje najnovijeg lansirnog vozila pod nazivom Angara.

Lansiranje sa kosmodroma Bajkonur

Hronologija razvoja domaće kosmonautike

Razvoj domaće kosmonautike datira još od 1946. godine kada je osnovan Opitno konstruktorski biro br. 1, čija je svrha razvoj balističkih projektila, lansirnih raketa i satelita. U periodu 1956-1957, radom Zavoda je projektovana raketa-nosač, interkontinentalna balistička raketa R-7, uz pomoć koje je 4. oktobra 1957. godine u Zemljinu orbitu lansiran prvi veštački satelit Sputnjik-1. Lansiranje je obavljeno na istraživačkom mjestu Tjura-Tam, koje je dizajnirano posebno za tu svrhu i koje će kasnije dobiti naziv Bajkonur.

3. novembra 1957. lansiran je drugi satelit, ovoga puta sa živim bićem na brodu - psom po imenu Lajka.

Lajka je prvo živo biće koje je obišlo Zemlju

Od 1958. godine počinju proučavati lansiranja interplanetarnih kompaktnih stanica, u okviru istoimenog programa. Dana 12. septembra 1959. godine, po prvi put, ljudska svemirska letjelica ("Luna-2") stigla je do površine drugog kosmičkog tijela - Mjeseca. Nažalost, "Luna-2" je pala na površinu Mjeseca brzinom od 12.000 km/h, zbog čega je struktura momentalno prešla u plinovito stanje. Godine 1959. Luna 3 je slikala poleđina Mjesec, koji je omogućio SSSR-u da da imena većini svojih elemenata pejzaža.

Svemirska letjelica koja se koristi za letove u orbiti oko Zemlje, uključujući i pod kontrolom čovjeka.

Sve svemirske letjelice mogu se podijeliti u dvije klase: s posadom i lansirane u kontrolnom režimu sa površine Zemlje.

Početkom 20-ih. 20ti vijek K. E. Tsiolkovsky još jednom predviđa buduće istraživanje svemira od strane zemljana. U njegovom djelu "Svemirski brod" spominju se takozvani nebeski brodovi, čija je glavna svrha izvođenje ljudskih svemirskih letova.
Prvi svemirski brodovi serije Vostok stvoreni su pod strogim vodstvom generalnog konstruktora OKB-1 (sada Raketno-svemirska korporacija Energia) S.P. Koroljeva. Prva svemirska letelica "Vostok" sa ljudskom posadom je 12. aprila 1961. uspela da isporuči čoveka u svemir. Ovaj kosmonaut je bio Yu. A. Gagarin.

Glavni ciljevi eksperimenta bili su:

1) proučavanje uticaja uslova orbitalnog leta na osobu, uključujući i njegove performanse;

2) proveru principa projektovanja letelice;

3) razvoj struktura i sistema u realnim uslovima.

Ukupna masa broda bila je 4,7 tona, prečnik - 2,4 m, dužina - 4,4 m. Među sistemima na brodu kojima je brod bio opremljen mogu se razlikovati: upravljački sistemi (automatski i ručni načini rada); sistem automatske orijentacije prema Suncu i ručne - prema Zemlji; sistem za održavanje života; sistem termičke kontrole; sistem za sletanje.

U budućnosti je razvoj postignut tokom implementacije programa svemirskih letjelica Vostok omogućio stvaranje mnogo naprednijih. Do danas, "armadu" svemirskih letjelica vrlo jasno predstavlja američka transportna letjelica za višekratnu upotrebu "Shuttle", odnosno Space Shuttle.

Nemoguće je ne spomenuti sovjetski razvoj, koji se trenutno ne koristi, ali bi mogao ozbiljno konkurirati američkim brodovima.

Buran je bio naziv programa Sovjetskog Saveza za stvaranje svemirskog sistema za višekratnu upotrebu. Rad na programu Buran započeo je u vezi sa potrebom stvaranja svemirskog sistema za višekratnu upotrebu kao sredstva za odvraćanje potencijalnog protivnika u vezi sa početkom američkog projekta u januaru 1971. godine.

Za realizaciju projekta stvorena je NPO Molniya. U najkraćem mogućem roku 1984. godine, uz podršku više od hiljadu preduzeća iz čitavog Sovjetskog Saveza, nastala je prva kopija u punoj veličini sa sljedećim tehničke specifikacije: dužina mu je bila veća od 36 m s rasponom krila od 24 m; početna težina - više od 100 tona sa masom nosivosti do
30 tona

"Buran" je imao kabinu pod pritiskom u pramčanom odjeljku, koja je mogla primiti desetak ljudi i većina oprema za let u orbiti, spuštanje i slijetanje. Brod je bio opremljen sa dve grupe motora na kraju repnog dela i ispred trupa za manevrisanje, po prvi put je korišćen kombinovani pogonski sistem koji je uključivao rezervoare za oksidator i gorivo, kontrolu temperature pritiska, unos tečnosti u nultoj gravitaciji, oprema sistema upravljanja itd.

Prvi i jedini let letjelice Buran obavljen je 15. novembra 1988. godine u bespilotnoj, potpuno automatski način rada(za referencu: "Shuttle" još uvijek slijeće samo na ručno upravljanje). Nažalost, let broda se poklopio sa teškim vremenima koja su počela u zemlji, a zbog završetka Hladnog rata i nedostatka sredstava, program Buran je zatvoren.

Početak serije američkih svemirskih letjelica tipa "Shuttle" položen je 1972. godine, iako mu je prethodio projekat dvostepene letjelice za višekratnu upotrebu, čiji je svaki stepen bio sličan mlaznom avionu.

Prvi stepen je služio kao akcelerator, koji je nakon ulaska u orbitu izvršio svoj dio zadatka i sa posadom se vratio na Zemlju, a drugi stepen je bio orbitalni brod i nakon završetka programa takođe se vratio na mjesto lansiranja. Bilo je to vrijeme trke u naoružanju, a stvaranje broda ovog tipa smatralo se glavnom karikom u ovoj trci.

Za lansiranje broda, Amerikanci koriste akcelerator i vlastiti motor broda, gorivo za koje se stavlja u vanjski spremnik goriva. Istrošeni pojačivači nakon slijetanja se ne koriste ponovo, s ograničenim brojem lansiranja. Strukturno, brod serije Shuttle sastoji se od nekoliko glavnih elemenata: svemirskog aviona Orbiter, raketnih pojačivača za višekratnu upotrebu i rezervoara za gorivo (za jednokratnu upotrebu).

Prvi let svemirskog broda veliki broj nedostaci i promene u dizajnu desile su se tek 1981. godine. U periodu od aprila 1981. do jula 1982. izvršena je serija orbitalnih letnih testova letelice Columbia u svim režimima leta. Nažalost, u nizu letova serije Shuttle došlo je do tragedija.

1986. godine, prilikom 25. lansiranja Challengera, eksplodirao je spremnik goriva zbog nesavršenog dizajna aparata, uslijed čega je poginulo svih sedam članova posade. Tek 1988. godine, nakon niza izmjena u programu letenja, lansirana je letjelica Discovery. Za zamjenu Challenger-a u rad je pušten novi brod Endeavor, koji radi od 1992. godine.

Moderni raketni motori dobro se nose sa zadatkom lansiranja opreme u orbitu, ali su potpuno neprikladni za dugotrajna svemirska putovanja. Stoga, više od jedne decenije, naučnici rade na stvaranju alternativnih svemirskih motora koji bi mogli ubrzati brodove do rekordnih brzina. Pogledajmo sedam glavnih ideja iz ove oblasti.

EmDrive

Da biste se kretali, morate se odgurnuti od nečega - ovo pravilo se smatra jednim od nepokolebljivih stubova fizike i astronautike. Od čega se tačno odgurnuti - od zemlje, vode, vazduha ili mlaza gasa, kao u slučaju raketnih motora - nije toliko važno.

Poznati misaoni eksperiment: zamislite da je astronaut otišao u svemir, ali je kabl koji ga povezuje sa brodom iznenada puknuo i čovjek počinje polako da leti. Sve što ima je kutija sa alatima. Kakvi su njegovi postupci? Tačan odgovor: treba da baci alat sa broda. Prema zakonu održanja količine gibanja, osoba će biti odbačena od alata potpuno istom silom kao što je alat od osobe, pa će se postepeno kretati prema brodu. Ovo je mlazni potisak - jedini mogući način kretati se u praznom prostoru. Istina, EmDrive, kako pokazuju eksperimenti, ima neke šanse da opovrgne ovu nepokolebljivu izjavu.

Tvorac ovog motora je britanski inženjer Roger Schaer, koji je 2001. godine osnovao vlastitu kompaniju Satellite Propulsion Research. Dizajn EmDrive-a je vrlo ekstravagantan i predstavlja metalnu kantu, zatvorenu na oba kraja. Unutar ove kante nalazi se magnetron koji emituje elektromagnetne valove - iste kao u konvencionalnoj mikrovalnoj pećnici. I ispostavilo se da je to dovoljno da se stvori vrlo mali, ali prilično primjetan potisak.

Sam autor objašnjava rad svog motora kroz razliku pritisaka elektromagnetno zračenje na različitim krajevima "kante" - na uskom kraju je manji nego na širokom. Ovo stvara potisak usmjeren prema uskom kraju. Mogućnost ovakvog rada motora je više puta osporavana, ali u svim eksperimentima Shaerova instalacija pokazuje prisustvo potiska u predviđenom smjeru.

Među eksperimentatorima koji su testirali "kantu" Schaera, organizacije kao što su NASA, Tehnički univerzitet u Drezdenu i Kineska akademija nauka. Pronalazak je najviše testiran različitim uslovima, uključujući i u vakuumu, gdje je pokazao potisak od 20 mikronjutna.

Ovo je vrlo malo u odnosu na hemijske mlazne motore. Ali, s obzirom na to da Shaerov motor može raditi proizvoljno dugo, budući da mu nije potrebna zaliha goriva (solarne baterije mogu obezbijediti magnetron), potencijalno je sposoban da ubrza svemirsku letjelicu do ogromnih brzina, mjerenih kao postotak brzine svetlosti.

Da biste u potpunosti dokazali performanse motora, potrebno je izvršiti još mnogo mjerenja i riješiti se nuspojave, koji se može generirati, na primjer, vanjskim magnetskim poljima. Međutim, već se iznose alternativna moguća objašnjenja za anomalan potisak motora Shaer, koji općenito krši uobičajene zakone fizike.

Na primjer, iznose se verzije da motor može stvoriti potisak zbog interakcije s fizičkim vakuumom, koji je kvantni nivo ima energiju različitu od nule i ispunjen je virtuelnim elementarnim česticama koje se stalno rađaju i nestaju. Ko će se na kraju pokazati u pravu - autori ove teorije, sam Shaer ili drugi skeptici, saznaćemo u bliskoj budućnosti.

solarno jedro

Kao što je već spomenuto, elektromagnetno zračenje vrši pritisak. To znači da se teoretski može pretvoriti u kretanje - na primjer, uz pomoć jedra. Baš kao što su brodovi prošlih vremena hvatali vjetar u svoja jedra, svemirski brod budućnosti će uhvatiti sunce ili bilo koju drugu svjetlost zvijezda u svoja jedra.

Problem je, međutim, što je pritisak svjetlosti izuzetno nizak i opada s povećanjem udaljenosti od izvora. Stoga, da bi bilo efikasno, takvo jedro mora imati vrlo malu težinu i vrlo veliku površinu. A to povećava rizik od uništenja cijele strukture kada naiđe na asteroid ili drugi objekt.

Pokušaji izgradnje i lansiranja solarnih jedrilica u svemir već su se dogodili – 1993. Rusija je testirala solarno jedro na svemirskoj letjelici Progres, a 2010. Japan ga je uspješno testirao na putu do Venere. Ali nijedan brod još nije koristio jedro kao glavni izvor ubrzanja. Nešto više obećavajući u tom pogledu je još jedan projekat - električno jedro.

električno jedro

Sunce emituje ne samo fotone, već i električno nabijene čestice materije: elektrone, protone i ione. Svi oni formiraju takozvani solarni vetar, koji svake sekunde odnese oko milion tona materije sa površine zvezde.

Sunčev vjetar se proteže na milijarde kilometara i odgovoran je za neke od prirodnih fenomena na našoj planeti: geomagnetske oluje i sjeverno svjetlo. Zemlja je zaštićena od sunčevog vjetra vlastitim magnetnim poljem.

Sunčev vjetar, kao i zračni vjetar, sasvim je pogodan za putovanja, samo ga treba natjerati da dune u jedra. Projekat električnog jedra, koji je 2006. godine kreirao finski naučnik Pekka Janhunen, spolja nema mnogo zajedničkog sa solarnim. Ovaj motor se sastoji od nekoliko dugih tankih sajli, sličnih žbicama točka bez naplatka.

Zahvaljujući elektronskom topu koji emituje suprotno smeru kretanja, ovi kablovi dobijaju potencijal pozitivnog naelektrisanja. Budući da je masa elektrona otprilike 1800 puta manja od mase protona, potisak koji stvaraju elektroni neće igrati fundamentalnu ulogu. Za takvo jedro nisu važni ni elektroni solarnog vjetra. Ali pozitivno nabijene čestice - protoni i alfa zračenje - bit će odbijene od kablova, stvarajući tako mlazni potisak.

Iako će ovaj potisak biti oko 200 puta manji od solarnog jedra, zainteresovala se Evropska svemirska agencija. Činjenica je da je električno jedro mnogo lakše projektirati, proizvesti, postaviti i raditi u svemiru. Osim toga, uz pomoć gravitacije, jedro vam također omogućava da putujete do izvora zvjezdanog vjetra, a ne samo dalje od njega. A budući da je površina takvog jedra mnogo manja od površine sunca, ono je mnogo manje ranjivo na asteroide i svemirske krhotine. Možda ćemo u sljedećih nekoliko godina vidjeti prve eksperimentalne brodove na električnim jedrima.

jonski motor

Tok nabijenih čestica materije, odnosno jona, ne emituju samo zvijezde. Ionizovani gas se može stvoriti i veštački. Normalno, čestice plina su električno neutralne, ali kada njegovi atomi ili molekuli izgube elektrone, pretvaraju se u ione. U svojoj ukupnoj masi, takav plin još uvijek nema električni naboj, ali njegove pojedinačne čestice postaju nabijene, što znači da se mogu kretati u magnetskom polju.

U ionskom potisniku, inertni plin (obično se koristi ksenon) ionizira se strujom elektrona visoke energije. Oni izbacuju elektrone iz atoma i oni dobijaju pozitivan naboj. Nadalje, rezultirajući ioni se ubrzavaju u elektrostatičkom polju do brzina reda 200 km/s, što je 50 puta veće od brzine istjecanja plina iz kemijskih mlaznih motora. Međutim, moderni jonski potisnici imaju vrlo mali potisak - oko 50-100 milinwtona. Takav motor ne bi mogao ni da se pomeri sa stola. Ali on ima ozbiljan plus.

Visok specifični impuls može značajno smanjiti potrošnju goriva u motoru. Za jonizaciju gasa koristi se energija dobijena iz solarnih panela, pa je jonski motor u stanju da radi veoma dugo - do tri godine bez prekida. Za takav period on će imati vremena da ubrza letjelicu do brzina o kojima hemijski motori nisu ni sanjali.

Jonski motori su već više puta vozili otvorenim prostorima Solarni sistem kao dio raznih misija, ali obično kao pomoćne, a ne primarne misije. Kako bi bilo danas moguća alternativa jonski motori sve više govore o plazma motorima.

Plazma motor

Ako stepen jonizacije atoma postane visok (oko 99%), onda ovo stanje agregacije materija se zove plazma. Stanje plazme može se postići samo na visokim temperaturama, pa se u plazma motorima jonizovani gas zagreva na nekoliko miliona stepeni. Grijanje se vrši korištenjem vanjskog izvora energije – solarnih panela ili, realnije, malog nuklearnog reaktora.

Vruća plazma se zatim izbacuje kroz mlaznicu rakete, stvarajući deset puta veći potisak nego kod ionskog potisnika. Jedan primjer plazma motora je projekat VASIMR, koji se razvija od 1970-ih. Za razliku od jonskih potisnika, plazma potisnici još nisu testirani u svemiru, ali se u njih polažu velike nade. Upravo je VASIMR plazma motor jedan od glavnih kandidata za letove s ljudskom posadom na Mars.

Fusion motor

Ljudi pokušavaju ukrotiti energiju termonuklearne fuzije još od sredine 20. vijeka, ali do sada to nisu uspjeli. Ipak, kontrolirana termonuklearna fuzija je i dalje vrlo atraktivna, jer je izvor ogromne energije dobivene iz vrlo jeftinog goriva - izotopa helijuma i vodonika.

Trenutno postoji nekoliko projekata za dizajn mlaznog motora pokretanog termonuklearnom fuzijom. Najperspektivnijim od njih smatra se model baziran na reaktoru sa zatvaranjem magnetne plazme. Termonuklearni reaktor u takvom motoru bi bila cilindrična komora bez pritiska, dužine 100-300 metara i prečnika 1-3 metra. Gorivo se u komoru mora dovoditi u obliku plazme visoke temperature, koja pri dovoljnom pritisku ulazi u reakciju nuklearne fuzije. Namotaji magnetnog sistema koji se nalaze oko komore treba da spreče ovu plazmu od kontakta sa opremom.

Termonuklearna reakciona zona nalazi se duž ose takvog cilindra. Uz pomoć magnetnih polja, ekstremno vruća plazma struji kroz mlaznicu reaktora, stvarajući ogroman potisak, mnogo puta veći od onog kod hemijskih motora.

Motor antimaterije

Sva materija oko nas sastoji se od fermiona - elementarnih čestica sa polucijelim spinom. To su, na primjer, kvarkovi koji čine protone i neutrone atomska jezgra, kao i elektroni. Svaki fermion ima svoju antičesticu. Za elektron je to pozitron, za kvark je antikvark.

Antičestice imaju istu masu i isti spin kao i njihovi uobičajeni "drugovi", razlikuju se u predznaku svih ostalih kvantnih parametara. Teoretski, antičestice su sposobne da stvaraju antimateriju, ali do sada antimaterija nije registrovana nigde u Univerzumu. Za fundamentalnu nauku, veliko je pitanje zašto je nema.

Ali u laboratoriji možete dobiti određenu količinu antimaterije. Na primjer, nedavno je proveden eksperiment upoređujući svojstva protona i antiprotona koji su pohranjeni u magnetnoj zamci.

Kada se antimaterija i obična materija sretnu, dolazi do procesa međusobnog uništenja, praćenog naletom kolosalne energije. Dakle, ako uzmemo kilogram materije i antimaterije, tada će količina energije oslobođene tokom njihovog susreta biti uporediva s eksplozijom Car Bomba, najmoćnije hidrogenska bomba u istoriji čovečanstva.

Štaviše, značajan dio energije će se osloboditi u obliku fotona elektromagnetnog zračenja. Shodno tome, postoji želja da se ova energija iskoristi za svemirska putovanja stvaranjem fotonskog motora sličnog solarnom jedru, samo što će u tom slučaju svjetlost biti generirana iz unutrašnjeg izvora.

Ali da bi se zračenje efikasno koristilo mlazni motor, potrebno je riješiti problem stvaranja "ogledala" koje bi moglo reflektirati ove fotone. Uostalom, brod se nekako mora odgurnuti da bi stvorio potisak.

br savremeni materijal jednostavno neće izdržati zračenje rođeno u slučaju takve eksplozije i odmah će ispariti. U svojim naučnofantastičnim romanima, braća Strugacki su rešila ovaj problem stvaranjem "apsolutnog reflektora". Ništa slično nije urađeno u stvarnom životu. Ovaj zadatak, kao i pitanja stvaranja velike količine antimaterije i njenog dugotrajnog skladištenja, stvar je fizike budućnosti.