Неліктен ғарыштық миссия кез келген уақытта ұша алмайды: ұшыру терезесі дегеніміз не?

Неліктен ғарыш кемесін кез келген уақытта ұшыруға болмайды? Іске қосу алаңы дегеніміз не? Мұның бәрі туралы сіз біздің мақаладан біле аласыз.

Артемида I миссиясы

Артемида I миссиясының адамзат үшін маңыздылығы көбінесе 8 жылы адам тарихта алғаш рет Айдың орбитасына шыға алған Аполлон 1968 ұшуымен салыстырылады. Бірақ ол кезде Айға сәтті ұшу, ең алдымен, АҚШ пен КСРО арасындағы саяси және технологиялық текетірестің жеңісі болуы керек еді, ғылым артта қалды. Әрине, «Аполлон» бағдарламасы орасан зор табыс болды, өйткені осыдан бірнеше онжылдықтар бұрын бірінші ұшақтың бортында Жерді тастап кеткен адам Жердің тартылыс күшін жеңіп, басқа аспан денесінің орбитасына тап болды.

Ол кезде экономикалық құрамдас туралы әңгіме болған жоқтың қасы. Бірақ алпыс жыл өткен соң, дәл ай ресурстарын зерттеудің экономикалық пайдасы адамды Айға «қайта оралуға» итермеледі. Мұндай миссиялардың бірден-бір себебі ай бетіне өз елінің туын тігу болса, әрине, оны алғашында адамдар солай қабылдайтын болса, қазір мұндай орасан зор ресурстар тартыла ма деп ойлаймын. Өйткені, қазір жер бетінде әлдеқайда күрделі мәселелер бар. Бірақ ғарыштық жарыс жалғасуда және мұндағы артықшылықтар өте маңызды болады, оның ішінде экономикалық.

Яғни, 29 тамызда «Артемида I» миссиясының ұшырылымының жойылуы экономикалық және қаржылық шығындарға әкеледі. Олар 29-ында ұшырмаған сияқты, содан кейін оны 30 немесе 31 тамызда іске қосуы мүмкін еді, бірақ олар оны 3 қыркүйекке қалдырды. Сіздердің көпшілігіңіз бұл нақты күннің неліктен таңдалғанын түсінбейтініңізге сенімдімін. Олар кейбір бастау терезелері туралы, ұшыру үшін қолайлы жағдайлар туралы айтады. Оны анықтап көрейік.

Сондай-ақ оқыңыз: Басқарылатын ғарыш миссиялары: Жерге оралу неге әлі де проблема болып табылады?

Миссияның басталу күніне қатысты қатаң талаптар

Қарастырылып отырған ұшыру терезесі - бұл табиғат пен технологиялық шектеулер қойған шарт, әрбір ғарыш объектісін ұшыру кезінде ескеру қажет шарт. Ұшақтар үшін ұшып кету терезесі негізінен міндетті емес, бірақ әуе қозғалысының көп болуына байланысты олар да белгілі бір уақытта, яғни кестеге сәйкес ұшады. Егер мұндай шектеу болмаса, ұшақ қалаған уақытта ұшып, қонатын. Бірақ әуе кеңістігіндегі ұшулар ретті болуы керек. Бұл азаматтық авиация үшін шартты әуе дәліздері ондаған жылдар бойы төселген Жердің әуе кеңістігіне ғана қатысты.

Ғарыш кемесі бар зымыран да теориялық тұрғыдан мұны істей алар еді, бірақ жанармайдың шектеулі болуы бұған кедергі жасайды. Дәл сол арқылы иә Жерге оралу қиын. Әзірге біз планеталардың немесе Айдың орналасуын Жермен сәйкестендіре алсақ қана мұқият есептелген траектория бойынша ұша аламыз. Кез келген ауытқу отынның артық қорын қажет етеді, бірақ ғарышта оларды аркада ойынындағы бонустар сияқты жинау мүмкін емес.

Сондықтан Марсқа ұшу әзірге тек екі жылдық аралықта, оның зондтың немесе басқа құрылғының жолының соңында орналасуы тапсырмаларды орындау үшін қолайлы болған кезде ғана жүзеге асырылады. Күн жүйесінің шегінен шығатын миссиялар жағдайында ұшу траекториялары әлдеқайда күрделі болуы мүмкін, өйткені жоспарланған ұшу жолына басқа планеталардың ауырлық күшінің әсерін де ескеру қажет. Мысалы, Вояжердің Күн жүйесінің шегіне ұшуы кезінде Венераның тартылыс күшінен болатын үдеу ескерілді, ал «Жаңа көкжиектер» кемесі де Юпитердің тартылыс күшімен бірдей әсер етті. Өйткені жанармай әлі де ғарышта тапшы ресурс болып табылады және оның жануына негізделген қозғалтқыш технологиялары әлі де өте қарапайым. Иә, біреу зондтарға ғарыштық желді қозғалысқа келтіруге көмектесетін ғарыштық панельдер туралы айтады, бірақ орбитаға шығып, Жерге қайта оралу үшін ғарыш кемесі емес, зондтар қажет. Және бұл сізге көп қажет.

Сондай-ақ қызықты:

• Жұлдыздар неге жымыңдайды?
• Неліктен ғарыш аппараттары 20 ғасырдың процессорларымен жабдықталған

Іске қосу үшін іске қосу тақталары дегеніміз не?

Сіз жеңіл атлетика стадионының ортасында екеніңізді және жүгіру жолында жүгіріп келе жатқан спортшылардың бірін кездестіргіңіз келетінін елестетіңіз. Біз оны қуып жетуге тырысамыз, бірақ бұл үшін біз одан жылдам жүгіруіміз керек және біз көп күш жұмсаймыз. Жүйрікті ұстап қалу үшін және қажетті сәтте оны қарсы алу үшін ең тиімді жағдайда болатынын есептеу әлдеқайда ақылға қонымды. Біз тым ерте немесе кеш келмеу үшін есептеулер дәл болуы керек. Қозғалысты бастау үшін оңтайлы уақыт - біздің бастапқы тереземіз.

Бұл ғарыштық миссияларға да қатысты. Ұшыру терезесі - бұл ғарыш кемесі белгілі бір уақытта кеңістіктегі белгілі бір нүктеге жете алатын кезең. Бұл ретте зымыранның қуат мүмкіндіктері мен аппарат сәйкес келуі керек ғарыш объектісінің траекториясы ескеріледі. Сондықтан әртүрлі миссиялар үшін терезелер әртүрлі. Мысалы, Марсқа миссия үшін ұшыру терезесі әрбір 780 күн сайын ашылады. Бірақ мақсаты Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун сияқты планеталар болып табылатын «Вояджер-2» ұшыру үшін олар 175 жылда бір рет пайда болатын мүмкіндіктер терезесін пайдаланды. Екінші жағынан, бізде бастапқыда 46P / Wirtanen кометасын зерттеуге арналған Rosetta миссиясының мысалы бар, бірақ бұл мүмкіндік ұшырудың кешігуіне байланысты жоғалды, сондықтан миссия үшін жаңа нысана 67P / Чурюмова кометасы таңдалды. -Герасименко.

Қысқаша айтқанда, ұшыру терезесі - бұл орбиталық механиканың есептеулерінен есептелген уақыт аралығы, оның барысында берілген ғарыш кемесі ұшып, соңғы межелі жерге сәтті жете алады. Әрине, жоспарланған ұшу жолын және қажетті отынның массасын ескере отырып. Сондықтан бастапқы терезе аспан денелерінің қолайлы орналасуын талап етеді, олардың ауырлығы көлік құралының қозғалысына айтарлықтай әсер етеді.

Сондай-ақ қызықты:

• 10 жылы қара тесіктер туралы білген ең қызық 2021 нәрсе
• Терраформингтік Марс: Қызыл планета жаңа Жерге айналуы мүмкін бе?

Іске қосу терезесіне әсер ететін төрт фактор

Кез келген ғарыштық миссияны ұшыру үшін ұшыру терезесін таңдауға төрт фактор әсер етеді, соның ішінде Артемида I. Олардың бір-бірімен тығыз байланысы сонша, факторлардың біріндегі сәйкессіздік басқаларының әсерін бірден жоққа шығарады.

Орбиталар мен бейімділіктер

Мысалы, Discovery маңызды жүкті ХҒС-қа жеткізуі керек. Біріншіден, ғалымдар екі түрлі траекторияны қарастыруы керек: шаттлдың өзі және Халықаралық ғарыш станциясының траекториясы. Ғалымдар екі орбитаның міндетті түрде кездесетініне көз жеткізуі керек, өйткені бұл миссияның мақсаты ғарыш станциясына қажетті заттарды жеткізу. Ол үшін олар станцияның орбитасының жазықтығы, Жерді кесіп өтетін және ғарыш станциясын оның шетінде ұстайтын қиялдағы парақты есептейді.

Жер мен ғарыш станциясы қозғалғанда, оларды байланыстыратын кәдімгі жазықтық та қозғалады. Ғалымдар Жердің шеті Флоридадағы Кеннеди атындағы ғарыш орталығының ұшыру алаңымен қиылысатын уақытты табуы керек, ол жерден кеме ұшырылады. Олар бір дәрежеден артық жібере алмайды. Жер бес минутта 1 градусқа айналады, сондықтан ұшыру дәл осы бес минут ішінде орын алуы керек.

Сонымен қатар, ұшыру ғарыш станциясы оңтүстіктен солтүстікке қарай бағыт алған кезде болуы керек. Себебі, шаттл станцияны сәтті басып озып, сонымен бірге адамдарға қауіп төндірмейтін 15 қабатты сыртқы жанармай багын мұхит үстіне тастауы керек. Мұхит солтүстік-шығыста орналасқан, сондықтан Discovery ұшыру ғарыш станциясы солтүстікке қарай жылжығанша күтуі керек. Бұл ғарыш кемесін күніне бір бес минуттық ұшыру терезесімен қалдырады.

Артемида I миссиясына келетін болсақ, бұл жерде одан да қызықты. NASA Орионды Айдың айналасындағы алыс ретроградтық орбитаға орналастырғысы келеді. Бұл екі Лагранж нүктесі бар өте тұрақты орбита. Бұл кезде аппарат Айға қарама-қарсы бағытта Жерді айнала қозғалады. Әзірге бұл орбитаны бір ғана құрылғы – қытайлық Чанъэ 5 пайдаланған. Бұл орбитаға кіру үшін құрылғыны қажетті сәтте және қажетті уақытта Айға жеткізетін қозғалтқыштарды іске қосу қажет. Бұл маневр TLI (Trans-Lunar Injection) деп аталады және оның орындалу дәлдігі өте маңызды. Бұл іске қосу терезесін есептеу кезінде ескерілетін бір элемент.

Сондай-ақ оқыңыз:

• Қызыл планетаны бақылау: Марс иллюзияларының тарихы
• Ғылыми тұрғыдан телепортация және оның болашағы

«Прецессия» терезені жылжытады

Сондай-ақ, прецессия құбылысын ұмытпау керек. Сіз прецессияны бала айлабұғырдың жоғарғы бөлігін айналдыра бастаған сайын көресіз. Біріншіден, оның айналу осі ауада айналуға қарсы бағытта шеңбер жасайды, үстіңгі жағын алдымен бір бағытта, содан кейін екіншісінде еңкейтеді.

Жер Күнді айналып жүргенде бұл бидің баяу қозғалыстағы нұсқасын орындайды, ал жасанды спутниктер Жерді айналып жүргендей жасайды.

NASA ғалымдарына спутниктің қаншалықты тербелетінін есептеуге мүмкіндік беретін формула бар. Спутниктің тәулігіне жасайтын айналымдар санын, орбитаның өлшемі мен эксцентриситін және көлбеулігін қоссаңыз, тербелістер болады. Халықаралық ғарыш станциясы үшін бұл сандар күніне шамамен 5 градус мәнін береді, бұл Жердің тәуліктік айналуының шамамен 20 минутына тең.

Бұл айға және күн жүйесінің басқа планеталарына да қатысты. Бұл ауытқулар дәл есептеуді талап етеді, әйтпесе кез келген реттеу отынның шамадан тыс шығынын және қажетті траекторияны жоғалтуды талап етеді.

Іске қосу кезіндегі ауа райы жағдайы

Ауа-райының қолайсыздығына байланысты зымыран ұшыру тоқтатылды дегенді анда-санда естідік. Иә, табиғат бізді күтпейді, жер бетінде үнемі ауа райының кейбір құбылыстары болады, мысалы, боран, найзағай, құмды боран, қарлы боран, т.б.

Ғарыш агенттігінің метеорологтары 13 күн ішінде алты түрлі жерде бұлт жамылғысын, жел бағыты мен жылдамдығын, сондай-ақ дауыл мен басқа да жағымсыз оқиғаларды бақылайтын кәсіпқойлар сияқты жонглерлік жасайды. Олар, мысалы, зымыран дауылға немесе құмды дауылға ұшырамаған жағдайда ғана ұшуды мақұлдайды.

Жарықтандыру жағдайлары

Ұшу терезесі барлық камералар үшін жақсы жарықтандыруды қамтамасыз етуі керек, осылайша ұшуды басқару тобы кемедегі барлық жүйелер мен параметрлердің қаншалықты жақсы жұмыс істейтінін көре алады, бұл ғарыш миссиясының экипажының қауіпсіздігін қамтамасыз етуге көмектеседі.

Мысалы, NASA ережелеріне сәйкес, Орион бір уақытта 90 минуттан артық көлеңкеде бола алмайды. Өйткені ол панельдер үшін және құрылғының оңтайлы температурасын сақтау үшін күн сәулесін қажет етеді.

Сонымен қатар, қону процесіне қатысты басқа да факторлар бар, оның барысында Орион Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарына еніп, содан кейін оларды бір сәтке қалдырып, қайтадан, ақырында, атмосфераға түсуі керек. Дегенмен, бұл үшін құрылғы Жерге қатысты тиісті траекторияға уақытында жетуі керек. Қарастырылатын соңғы аспект - қону уақыты. Күтушілерге капсуланы тауып алуды жеңілдету үшін Орион күндіз мұхитқа қонады деп жоспарланған.

Сондай-ақ қызықты:

• Жұлдыздар неге жымыңдайды?
• Неліктен ғарыш аппараттары 20 ғасырдың процессорларымен жабдықталған

Ұшыру стационарлық ұшыру алаңынан орындалмайды. Нысана да үздіксіз қозғалыста

Бүгін кешке дейін іске қосылуы мүмкін Артемида I миссиясын іске қосу үшін ескеру қажет кейбір мәліметтер туралы толығырақ сөйлесейік.

Ай Жерге жақын және бұл жерде үлкен проблемалар болмауы керек. Өкінішке орай, басқа нәрселермен қатар, біздің планетаның және Айдың қозғалысы бар. Біздің спутник экваторда шамамен 0,5 км/с жылдамдықпен өз осінен айналып қана қоймайды, сонымен қатар ол Күнді шамамен дөңгелек орбита бойынша 30 км/с жылдамдықпен айналады. Сондай-ақ, Жер қозғалысының жылдамдығы көлік құралының өзіндік іске қосу жылдамдығына қосылатынын ескеру қажет.

Сонымен қатар, Күн мен Айдың Жер орбитасына қатысты орны үнемі өзгеріп отырады, мұны да ескеру қажет. Осылайша, бірдей энергия/отын шығынымен Жерден Айға ұшыру осы ұшыру уақытына байланысты басқа нәтижеге әкелуі мүмкін.

Теориялық тұрғыдан біз айға күн сайын ұшуға жеткілікті қуатты болатын осындай ғарыш кемесін жасай аламыз. Ал болашақта солай болатын шығар. Дегенмен, әзірге Артемида I миссиясының сәтті болуы Орионға Айға жылжып, содан кейін біздің спутниктің айналасында жоспарланған орбитаға шығуға мүмкіндік беретін Жерден ұшыру уақытын мұқият таңдауды талап етеді. Ұшыру кесте бойынша болса да, бірнеше күндік кешігу миссия ұзақтығына елеулі өзгерістер әкелуі мүмкін.

Қазіргі уақытта ұшыру уақытына байланысты Артемида I миссиясы 26-дан 28 күнге дейін немесе 38-ден 42 күнге дейін созылуы мүмкін. Орион өзінің алыс ретроградтық орбитасында Айдың айналасында 1,5 айналымды аяқтағандықтан, бұл миссия ұзағырақ болады деп күтеміз. Егер қысқарақ нұсқа қарастырылса және Ай орбитасына шығу басқа уақытта орын алса, Орион Жерге оралуын бастамас бұрын Айдың айналасында тек 1 айналым жасайды.

Сондай-ақ оқыңыз: Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы: бақылауға болатын 10 нысана

Болашақ Артемида I ұшыру күндері мүмкін

Миссия критерийлеріне сәйкес келетін SLS зымыраны мен оның пайдалы жүктемесінің ағымдағы ұшыру терезесі 2-6 қыркүйек аралығында болады. NASA Артемида I миссиясын ұшырудың ең жақын күнін – 3 жылдың 2022 қыркүйегінде Киев уақыты бойынша 21:17 мен 23:17 аралығында таңдағаны қазірдің өзінде белгілі. Әрбір келесі күннің басталуы мүмкін болатын белгілі бір уақыты бар. Осы уақыт ішінде ұшпасаңыз, келесі іске қосу терезелері пайда болады:

• 20 қыркүйектен 28 қыркүйекке дейін
• 30 қыркүйек пен 4 қазан аралығында
• 17-23 қазан аралығында
• 27 қазан
• 29-31 қазан аралығында
• және тағы басқа…

Біз тек күте аламыз және тарихи Артемида I миссиясының сәтті ұшырылуы жақын арада болады деп үміттенеміз.

Сондай-ақ оқыңыз:

• Кванттық физиканың 100 жылы: 1920 жылдардағы теориялардан компьютерлерге дейін
• Ойланатын 5 болашақ ғарыш миссиясы

Дегенмен, Украинада соғыс жүріп жатқанын ұмытпаңыз. Егер сіз Украинаға ресейлік басқыншылармен күресуге көмектескіңіз келсе, мұны істеудің ең жақсы жолы - Украина Қарулы Күштеріне Lifelife немесе ресми парақшасы арқылы NBU.