Біз әрқашан ғарышқа адам басқаратын миссияларды асыға күтеміз, бірақ бүгін біз экипаждарды Жерге қайтару неге әлі де үлкен мәселе екендігі туралы сөйлесетін боламыз.
Ғарыш әрқашан адамдарды өзіне тартады, бұл жұмбақ, зерттелмеген нәрсе болды. Таң атып, алыстағы планеталар бізді шақырады, зерттеуге, тәжірибе жасауға және планетааралық ұшуларға шақырады. Айта кету керек, соңғы уақытта ғарыштық ұшулар біз әлі бірінші класта жүрмесек те, негізгі көлемде игерілген сияқты. Artemis 1 миссиясы Айға ұшуы керек еді, бірақ ауа райы жағдайына байланысты ұшыру 2 қыркүйекке шегерілді. Біз ұшыруды тағатсыздана күтіп отырғанда, бұл ұшқышсыз миссия болғанына қарамастан, оралу да маңызды сәт болатынын түсінуіміз керек.
Ғарыштық миссияларды екі сыныпқа бөлуге болады. Ғарыш кемесі бір күні Жерге оралатындар негізінен басқарылатын миссиялар және бір жақты билет алатындар. Бұл жерде біз сондай-ақ болашақ адам басқаратын миссияларды айта аламыз, мысалы, Илон Масктың Марсқа, ол міндетті түрде жерге оралмайды. Бірақ шын мәнінде мұндай ұшақ та бір жерге қонуы керек. Қону кезеңі мұндай миссиялардың ең қиын бөлігі болып табылады. Бүгін біз оны анықтауға тырысамыз.
Сондай-ақ оқыңыз:
- Кванттық физиканың 100 жылы: 1920 жылдардағы теориялардан компьютерлерге дейін
- Ойланатын 5 болашақ ғарыш миссиясы
Экипаж мен жабдықтың қауіпсіздігі
Адам ғарышқа алғаш ұшқан сәттен бастап біз оның денсаулығы мен ұшудың жалпы сәттілігі туралы алаңдадық. Басқарылатын ұшу жағдайында кез келген сәт маңызды болуы мүмкін. Экипаждың және борттағы жабдықтардың қауіпсіздігі, егер бұл ұшқышсыз миссия болса, әрқашан басымдық болды. Мұндай миссиялардың инженерлері мен жетекшілері, сондай-ақ ғарышкерлер немесе астронавттардың өздері мұндай ұшулардың барлық тәуекелдерін түсінді. Бұл миссиялардың барлығы сәтті болған жоқ, әсіресе алғашқылары, бірақ қорытынды жасау, қателерді түзету және болашақта оларды қайталамау маңызды болды.
Мысалы, «Аполлон» ғарыш кемесі бірінші миссиясы кезінде ұшыру алдындағы сынақтар кезеңінде бәрі қайғылы аяқталды. Әйгілі «Аполлон 13» миссиясында ұшу кезінде апат орын алып, нәтижесінде Айдың бетіне қону мүмкін болмады. Экипажды құтқарып, кемені «Иво Джима» авиатасымалдаушы кемесінен 7,5 шақырым жерге сәтті жеткізуге мүмкіндік болғаны жақсы. Қорытындылар жасалып, келесі миссиялық кеме ғарышқа 5 айдан кейін ғана жіберілді. Тіпті ең сәтті «Аполлон 11» миссиясының өзі астронавттардың Ай бетіне қонуы және одан кейінгі ұшып-қонуы және Жерге оралуы кезіндегі шиеленісті сәттерге толы болды. Кеңестік «Союз» ғарыш кемесі де көптеген апаттарға ұшырады. Бұл, өкінішке орай, ғарыш саласында қалыпты жағдай болды және болып табылады.
Иә, бұл негізінен жалғыз, болжау мүмкін емес жағдайлар. Дегенмен, Жерге оралумен байланысты кез келген адам басқаратын ғарыштық миссияда әрқашан таң қалдыратын сәт бар. Сіз Марсқа ұшқышсыз көліктерді қондыру кезінде туындайтын күтпеген мәселелерді білетін шығарсыз, бірақ адам басқаратын миссиялар жағдайында адам өміріне қауіп төнеді. 2003 жылғы апат бәріміздің есімізде - қону кезінде «Колумбия» шаттлдары атмосфераның тығыз қабаттарында жай ғана өртеніп кетті, жеті адамнан тұратын бүкіл экипаж қайғылы қаза тапты.
Төменде ғарышкерлерді Жерге қондыру процесін көрсететін «Аполлон-13» фильмінен үзінді берілген. Әрине, бұл фильмнің өзіндік ережелері бар, ол шындықты дәл көрсетуі міндетті емес, бірақ оның да одан айырмашылығы жоқ.
Сондай-ақ оқыңыз: Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы: бақылауға болатын 10 нысана
Ғарыштан Жерге аман-есен оралу неге соншалықты қиын?
Бұл жерде гравитация көмектесуі керек сияқты, сондықтан зымыранды баяулату үшін күресудің қажеті жоқ. Бірақ оның жылдамдығы сағатына ондаған мың километрді құрайды - бұл құрылғының Жерді орбитаға шығуы (алғашқы ғарыштық жылдамдық деп аталатын, яғни 7,9 км/с) немесе одан да асып түсуі үшін қажетті жылдамдық ( екінші ғарыштық жылдамдық , яғни 11,2 км/с) және, мысалы, Айға ұшты. Мәселе де осы жоғары жылдамдықта.
Жерге оралған кезде немесе басқа планетаға қонған кезде негізгі сәт тежеу болып табылады. Бұл ұшу кезінде кемені жеделдету сияқты қиын. Өйткені, зымыран ұшыр алдында Жерге қатысты қозғалмаған. Ол қонғаннан кейін де болмайды. Ұшақ сияқты біз әуежайда отырамыз. Ұшу кезінде 900 км/сағ жылдамдыққа жетсе де (орта өлшемді жолаушылар ұшағының крейсерлік жылдамдығы), қонғаннан кейін қайтадан тоқтайды.
Бұл Жерге қонғалы тұрған зымыран жылдамдығын нөлге дейін төмендетуі керек дегенді білдіреді. Бұл қарапайым естіледі, бірақ олай емес. Жерге қатысты жылдамдығы 900 км/сағ-тан 0 км/сағ-қа дейін баяулауы керек ұшақтың міндеті шамамен 28 000 км/сағ жылдамдықпен жүретін зымыранға қарағанда әлдеқайда жеңіл. Сонымен қатар, зымыран ессіз жылдамдықпен ұшып қана қоймайды, сонымен қатар атмосфераның тығыз қабаттарына дерлік тігінен енеді. Ұшақ сияқты бұрышта емес, Жер орбитасынан шыққаннан кейін дерлік тігінен.
Ұшақты тиімді баяулата алатын жалғыз нәрсе - Жер атмосферасы. Және ол өте тығыз, тіпті сыртқы қабаттарда және қолайсыз жағдайларда оның қызып кетуіне және бұзылуына әкелуі мүмкін төмен түсетін құрылғының бетінде үйкеліс тудырады. Сонымен, ғарыш кемесі бірінші ғарыш кемесінен сәл төмен жылдамдыққа дейін бәсеңдегеннен кейін ол жерге түсіп, төмен түсе бастайды. Атмосферада сәйкес ұшу жолын таңдай отырып, рұқсат етілген мәннен аспайтын жүктердің пайда болуын қамтамасыз етуге болады. Дегенмен, түсу кезінде кеменің қабырғалары өте жоғары температураға дейін қызуы мүмкін және қызуы керек. Сондықтан Жер атмосферасына қауіпсіз түсу тек сыртқы қаптамада арнайы термиялық қорғаныс құрылғысы болған жағдайда ғана мүмкін болады.
Тіпті Жер атмосферасынан 100 есе жұқа Марс атмосферасы да күрделі кедергі болып табылады. Мұны Қызыл ғаламшардың бетіне түсетін барлық құрылғылар сезеді. Көбінесе олармен апаттар орын алады немесе олар Марс атмосферасында өртеніп кетеді.
Кейде мұндай тежеу пайдалы, бұл атмосфераның қосымша тежеу қызметін атқарған миссияларынан көрінеді, бұл көліктерге планетаның мақсатты орбитасына шығуға көмектеседі. Бірақ бұл ерекше жағдайлар.
Сондай-ақ қызықты:
Атмосфералық тежеу тиімді, бірақ оның үлкен кемшіліктері бар
Иә, атмосфералық тежеу өте тиімді, бірақ тиімді тежеу үшін қажет болса да, оның үлкен кемшіліктері бар.
Басқа планеталарға орбиталық миссиялар болған жағдайда мұндай баяулау толық емес, ал Жерге оралу толық тежелумен байланысты. Бұл ровердің Марсқа қонуына да қатысты. Орбитаға шыққан зонд толық тоқтамауы керек, әйтпесе ол Қызыл ғаламшардың бетіне құлап кетер еді.
Ғарыштағы құрылғылар, Жерді айналып өтетін немесе Айдан оралған кезде, оларға ұшу кезінде берілген үлкен жылдамдықпен қозғалады. Сондықтан, мысалы, Халықаралық ғарыш станциясы орбитаны мезгіл-мезгіл реттеп, оны жоғары көтеріп отырады, өйткені ол неғұрлым жоғары болса, орбитада қалу үшін қажетті жылдамдық соғұрлым төмен болуы керек.
Бұл жылдамдықтарды қамтамасыз ету энергияның сәйкес шығынын талап ететіндіктен, тежеу энергияның ұқсас шығынымен байланысты болуы керек. Сондықтан атмосфераға кірер алдында құрылғыны баяулатып, төмен жылдамдықпен ұшуға немесе тіпті Жерге баяу құлауға мүмкіндік болса, ол соншалықты қызып кетпес еді және экипажға қауіп шамалы болар еді.
Бұл жерде аулау жатыр. Ғарыштық ұшулар үлкен энергия шығындарын талап етеді. Зымыранның пайдалы жүктемесінің массасы зымыранның жалпы ұшып көтерілу массасының аз ғана бөлігін құрайды. Көбінесе зымыранның ортасында отын бар, оның көпшілігі атмосфераның төменгі қабаттары арқылы өтудің бірінші кезеңінде жағылады. Кеменің техникасын немесе экипажын ғарышқа жіберу қажет. Отын қону кезінде Жер орбитасынан шығу үшін де қажет және оның өте көп мөлшері. Сондықтан тежеу кезінде жанармай кеменің өртену қаупі бар. Көп жағдайда қону кезінде жоғары температурадан жарылған отын цистерналары.
Сондай-ақ қызықты:
- 10 жылы қара тесіктер туралы білген ең қызық 2021 нәрсе
- Терраформингтік Марс: Қызыл планета жаңа Жерге айналуы мүмкін бе?
Қону, ұшуға ұқсас, тек кері бағытта
Атмосфераға түскенге дейін көлік құралын толығымен дерлік бәсеңдету үшін миссия кезінде көліктің массасы айтарлықтай өзгермейді деп есептей отырып, ұшу кезіндегідей отын мөлшерін пайдалану қажет болады. Дегенмен, кемені көтеруге және кейіннен тежеуге қажетті жанармайды кеме салмағына қосқанда, ол бірнеше есе артады. Дәл осы қайғылы экономикалық есеп әлі де Жер атмосферасының тежелуіне сүйену керек екенін білдіреді.
Мысалы, SpaceX Falcon 9 зымырандарын қондыру кезінде жанармай пайдаланылады, бірақ бұл жерде зымыранның өзі өте жеңіл (негізінен тек жанармай цистернасы Жерге оралады), ал алыс орбитадан қайтару жүзеге асырылмайды.
Инженерлер Жерге қону үшін орбитаға көтерілумен бірдей бір килограмм отын ресурстарын қажет ететінін есептеді. Яғни, ұшып бара жатқандай дерлік, тек қарсы бағытта.
Және, сірә, көпке дейін осылай болатын шығар. Артемида 1 миссиясы кезінде ғана емес, адам Қызыл планетаға жеткеннен кейін де. Бұл кедергі белгілі бір дәрежеде қашан еңсерілетін болса, онда ғарыштық ұшуларды ақыры игердік деп айтуға болады. Өйткені әркім ұшып кете алады, бірақ қону кезінде қиындықтар туындауы мүмкін.
Бірақ тарих ғалымдарымыз бен инженерлеріміз күрделі мәселелерді шеше білген көптеген мысалдарды біледі. Жақында Айға немесе Марсқа ұшу Нью-Йорктен Киевке ұшудан қиын болмайды деп үміттенеміз. Жағымды және қауіпсіз қонумен.
Егер сіз Украинаға ресейлік басқыншылармен күресуге көмектескіңіз келсе, мұны істеудің ең жақсы жолы - Украина Қарулы Күштеріне Lifelife немесе ресми парақшасы арқылы NBU.
Сондай-ақ оқыңыз:
Неліктен олар гибридті ғарыш кемелерінің қайтару сценарийлерін пайдаланбайды? Ыстыққа төзімді емес «қанаттар» және термиялық абляциялық қалқандар + парашют емес.
Атмосфераға қарсы тежеумен сырғанау, импровизацияланған «батутта» соңғы басқарылатын «парашютпен секіру». Және жанармай жағудың қажеті жоқ, мүмкін шығарылмаған қалдықтар. Біз шассиді жерге қалдырамыз, біз тек басқару жүйесін аламыз.
Әсіресе танылмаған математикалық данышпан мен практикалық альтруисттің пікірі қызықты.