Как сделать космический челнок
Добавил пользователь Skiper Обновлено: 04.10.2024
Россия — пока преимущественно на словах — пытается восстановить стремительно утрачиваемые позиции ведущей мировой космической державы. На фоне многочисленных неудач, преследующих нашу космическую отрасль в последние годы, в РФ намерены создать многоразовый корабль. Он должен составить конкуренцию самому Илону Маску — главному лоббисту футуристических проектов.
В России собираются создать первый многоразовый космический корабль, который, по замыслу, сможет посоревноваться с беспилотным космическим кораблем Dragon, разработанным компанией Space Х Илона Маска.
Разработкой российского космического корабля займется госкорпорация Роскосмос и частная компания МТКС. Причем пока подтверждение таких планов есть только от МТКС.
Первый многоразовый космический корабль, сделанный в России, хотят запустить в космос через пять лет — в 2024 году. То есть, видимо, стороны исходят из того, что Илон Маск и NASA за пять лет ничего нового не придумают.
Что наш менеджмент от космонавтики усвоил, так это то, что больше запоминаются покрытые туманом, но яркие заявления. Хайп, одним словом. За которым последует еще хайп, а через пару лет уже никто и не вспомнит — а был ли мальчик.
Поэтому и противопоставляют свои идеи именно Илону Маску, который сам не прочь словить хайп. То порассуждает об инопланетянах, то отправит автомобиль Tesla на орбиту, то анонсирует создание гиперзвуковой системы транспорта, тестировать которую будут то ли в Индии, то ли в ОАЭ, то ли уже в Саудовской Аравии. Правда, за кадром остается, например, прошлогодний срыв производства Model 3 от Tesla — из-за банального отсутствия необходимого оборудования и дефицита батарей.
Понятно, что если многоразовый транспортный космический корабль есть у американцев и наверняка появится у китайцев, Россия как одна из трех главных космических держав не хочет отставать от конкурентов.
Вот только целесообразность и возможность создания такого корабля в России именно сейчас вызывает некоторые сомнения.
Государственно-частное партнерство в освоении космоса может оказаться вполне перспективным. Но только при условии, что государство и частные компании окажутся честными и грамотными, что по каждому потраченному рублю можно будет получить отчет. А не так, что объем инвестиций неизвестен, корабль не взлетел, все разошлись, всем спасибо.
Просто сейчас главные проблемы российской космонавтики заключаются не в отсутствии прорывных идей и даже не в слабой технологической и конструкторской базе, а в неспособности государства наладить даже в такой ответственной отрасли, как космическая, элементарную финансовую и производственную дисциплину.
Коррупция и неэффективный менеджмент способны сбивать ракеты гораздо лучше любых природных или техногенный факторов.
Космический челнок – это название космического корабля многократного использования. Челноки предназначены для вывода на околоземную орбиту искусственных спутников, составных частей орбитальных станций, продукты питания и аппаратуру для экипажа орбитальных станций или непосредственно космонавтов.
В настоящее время космические челноки строят только в двух странах мира: в США и России. Многие другие страны (Китай, Япония, Индия, Англия) пытаются создать собственные челноки, но пока нет ни одного рабочего образца. Первый космический челнок был построен в середине семидесятых годов прошлого века в США. В 1972 году президент Соединенных Штатов подписал указ о начале разработок в этой сфере.
Космические челноки не могут самостоятельно подниматься в космос. Для их доставления на орбиту используют ракета-носители. Преодолев плотные слои атмосферы, ускорители ракета-носителя отделяются от челнока и падают на поверхность планеты (как правило, в открытый океан), челнок продолжает движение вместе с топливными баками. Когда топливо заканчивается, баки так же отделяются от аппарата, впоследствии они сгорают в земной атмосфере. Запаса топлива хватает на то, чтобы доставить челнок к месту назначения.
Это интересно.
Каждый день на Землю из космоса падает около 210 тысяч метеоритов. Правда все они настолько малы, что сгорают в атмосфере.
Как это сделано? Космический челнок/Американские горки/Столы для бильярда смотрите 30.01.2022 в 08:06 на телеканале Discovery
Как запускают космические челноки? Как строят самые извилистые в мире американские горки? Как из жесткого камня делают гладкие столы для бильярда?
Год создания фильма: 2006
Жанр: научно-познавательное, , документальное,
Корабль был назван по имени одного из судов Джеймса Кука. Его судно использовалось в астрономических наблюдениях, позволивших точно установить расстояние от Земли до Солнца, а также участвовало в экспедициях по исследованию Новой Зеландии.
Юрий Романенко ![]()
запись закреплена
Подписываемся на группу о челноках Спейс Шаттл, Буран и др.
Александр Малахов ![]()
запись закреплена
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
ВКоролёве╿Королёв
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Space Exploration Live
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Открытый космос
Space Shuttle навсегда останется в музее
NASA уничтожило козловой кран Mate-Demate Device на космодроме мыса Канаверал, который использовался для погрузки и разгрузки космических челноков на транспортный самолет Boeing 747. Самолет теперь уже не планируется использовать по прямому назначению - перевозке челноков Space Shuttle.
Освободившиеся площади космодрома, после разрушения и утилизации крана, планируется задействовать в текущей и будущей деятельности космодрома.
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Universe
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Наука и Техника
Discovery "Крайности космической погоды (2014) ". Приятного просмотра!
1. Самый мощный ураган
2. Смерчи
3. Ледяные луны
Показать полностью.
4. Венера
5. Метеоры
6. Самые сильные ветры
7. Марс
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Наука и Техника
BBC: Космос. Руководство для начинающих (5 серий) HD 720
Описание: Это история обо всем - от первой микросекунды нашей Вселенной до захватывающего будущего. Адам Харт-Дэвис, Джанет Самнер и Мэгги Адерайн путешествуют по нашей планете чтобы познакомиться с последними научными достижениями в области изучения космического пространства.
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Наука и Техника
Endevour. Космический челнок. запись закреплена
Шаттл стоит в ангаре, специально выстроенном для этого огромного космического корабля. Первое, что мы встречаем на пути в этот ангар, – это огромные колёса с толстыми шинами на них. Именно эти покрышки стояли на шаттле во время его последний миссии, и пришлось им несладко.
В процессе посадки температура шин меняется более чем на 90 градусов, а внешнее давление резко поднимается от нуля до нормальной величины в течение часа. Обычные автомобильные шины могли бы лопнуть или начать выпускать воздух. Покрышки для этого космического корабля специально рассчитывались на такие нагрузки. На этой фотографии видно, как дымились шины при посадке шаттла. Теперь они стоят в музее.
Как и в большинстве самолётов, шины шаттлов заполняются азотом. Для этого есть несколько причин. Азот лучше переносит изменения давления и температуры, чем кислород, содержащийся в воздухе. Кроме того азот, в отличие от атмосферного кислорода, не горит. В дополнение к этому молекулы азота по размеру больше молекул кислорода. Это означает, что азот будет просачиваться через резину покрышек гораздо медленнее, чем обычный воздух. В условиях космического вакуума это свойство очень важно.
Следующим экспонатом на нашем пути будет космический туалет. Рядом с ним установлен телеэкран, на котором показывают, как этим туалетом надо пользоваться мужчинам и женщинам и какие ошибки совершают неопытные космонавты. Довольно познавательно, но мы двинемся дальше.
Войдя в дверь ангара, где покоится космический корабль, испытываешь лёгкий шок. Какой же он огромный! Фотографии, к сожалению, не могут этого передать, но, поверьте мне, глядя на шаттл понимаешь: именно такого размера и никак не меньше были все космические корабли в фантастических фильмах.
Обходишь вокруг него, и становится ясно, что вот на таких-то кораблях вполне могли бы путешествовать герои звёздных войн, Алиса Кира Булычёва, герои повестей Лема и Стругацких.
Шаттл содержит около 370 километров кабелей и проводов.
Каждый шаттл имел специальный грузовой контейнер размерами 5 на 18 метров, вмещавший до 30 тонн груза.
Приземлившийся шаттл с выпущенными шасси в высоту достигал 17 метров – это выше трёхэтажного дома. Длина шаттла – 37 метров, размах крыльев - 24 метра.
Корпус космического корабля сделан из алюминия, как и у многих самолётов. Чёрная и белая плитка, покрывающая шаттл, – это его защитная термооболочка, предохраняющая корпус от плавления во время запуска и посадки.
Во время полёта шаттл всегда открывает грузовой отсек, как показано на фото ниже. Внутри на створках закреплены радиаторы кондиционеров внутренней системы охлаждения, которые надо стараться держать в тени. Поэтому на орбите шаттл болтается вверх ногами, поворачиваясь к Солнцу брюхом, закрывая от него радиаторы.
При входе в атмосферу некоторые части корабля нагреваются до 1700 градусов Цельсия – достаточно для плавления стали, не говоря уж об алюминии. На орбите же рабочая температура обшивки нередко падает ниже -160 градусов. Разные типы теплоизоляции защищают корабль и экипаж от экстремальных температур. Теплоизоляционный слой вокруг корпуса шаттла состоит из специальных белых и чёрных плиток. Чёрные выдерживают температуры до 1200 градусов, белые – до 700. Режущая кромка крыла и нос нагреваются больше всего, поэтому они покрыты специальной защитой, выглядящей как гладкий чёрный пластик. Она выдерживает температуры до 1800 градусов.
Взгляните на эту фотографию. Каждая из более чем 30 000 теплоизоляционных плиток имеет свои размеры и форму, чтобы точно повторять форму корабля в строго определённом месте. На каждой плитке нарисован свой шифр, указывающий в каком месте обшивки она должна быть закреплена. Эти плитки обладают очень низкой теплопроводностью. На видео видно, как кусок материала теплоизоляции, нагретый до 1700 градусов, достают из печи. Уже через пару секунд края кубика остывают так, что его можно брать руками, хотя в центре материал ещё раскалён до жёлтого свечения – температура плавления стали.
Основной ингредиент изоляционных плиток – кремний, который добывают из обычного песка.
Черное покрытие на нижней части шаттла помогает рассеивать тепло. Белые плитки сверху шаттла отражают солнечные лучи, чтобы шаттл не нагревался.
Плитки теплоизоляции очень лёгкие (как пенопласт) и хрупкие. Вы с лёгкостью сможете раскрошить такую плитку в руках.
Для того чтобы начать посадку, шаттл разворачивается двигателями по направлению его движения и включает их. Это замедляет его движение по орбите, и шаттл начинает в буквальном смысле падать из космоса вниз под действием силы тяжести. После того, как шаттл начинает двигаться к поверхности планеты, он опять поворачивается к ней носом.
В космосе и в верхних слоях атмосферы шаттл маневрирует при помощи вспомогательных двигателей на носу и боках корабля. В плотных слоях атмосферы экипаж уже может задействовать закрылки, что делает шаттл немного похожим на самолёт. Но всё равно основное управление осуществляется за счёт боковых двигателей. Посадочная скорость шаттла составляет 370 км/ч.
На этой фотографии видна причина, по которой никогда ни в один из шаттлов не будут пускать туристов. Это белый входной люк, отмеченный жёлтой стрелкой. Как мне пояснил экскурсовод, половина населения Америки, к сожалению, не сможет пролезть внутрь из-за своих размеров. Поэтому туристов внутрь решено не пускать. А жаль! Там внутри так много интересного.
Ядовитые огнедышащие ноздри
На этой же фотографии видны пять передних дюз шаттла. Они использовались для маневрирования, пока шаттл был на орбите. Вы видите, что отверстия расположены под разными углами: каждый двигатель предназначался для разных типов маневрирования. С другой стороны расположена точно такая же пятёрка дюз. На самом деле, на носу у шаттла не 10 дюз, а больше. Дополнительные 6 расположены на носу сверху, как видно на фото ниже.
Поскольку топливо, использовавшееся для работы этих двигателей, ужасно токсичное, топливные баки, располагавшиеся внутри шаттла, убрали, а часть дюз герметично закрыли, чтобы посетители музея не могли случайно отравиться.
При взлёте три основных двигателя включались вместе с боковыми ракетными ступенями. Топливом для них служил водород и кислород, выкачиваемый из центрального топливного бака.
После посадки на Землю, двигатели всегда снимались с корабля для проверки и ремонта. Все двигатели были взаимозаменяемыми и могли быть установлены на любой из четырёх шаттлов.
Стартовая система шаттла состоит из трёх частей: маршевые двигатели шаттла, две боковые ракетные ступени и огромный топливный бак (оранжевый на фото). Во время старта включаются двигатели шаттла и двигатели боковых ракет. Отработав своё, ракеты отделяются и падают вниз. Шаттл продолжает лететь, используя свои двигатели и черпая топливо из оранжевого топливного бака. Важно понимать, что никаких двигателей у оранжевого топливного бака нет: это просто большая канистра с топливом, которую шаттлу приходится брать с собой, чтобы добраться до орбиты.
Главная проблема этой стартовой системы – она не может быть использована ни для чего другого, кроме вывода шаттла на орбиту. Плюс – это то, что боковые ракетные ступени падают в океан и потом используются повторно.
Материалы из которых делают космические корабли внутри и снаружи. Как показывает практика самые большие, самые новые и многоразовые космические корабли состоят как и раньше из металлов и их сплавов.
На днях пилотируемый космический корабль Crew Dragon совершил успешную посадку в водах Мексиканского залива, и тем самым ознаменовал очередной успех Илона Маска. Эта тест-миссия была самой интригующей за всю историю космоса, ведь возможно, именно она станет первым шагом человечества на пути колонизации Марса.
А сталь оказалась круче
При создании Crew Dragon использовались самые различные материалы: от композитных на основе углеволокна и титана до легированной стали 301 и железоникелевого сплава Inconel. Последующие серии межпланетных челноков Starship, как изначально анонсировал Илон Мак, должны были иметь корпус из карбона. Но уже в начале 2019 года публика узнала, что дизайн пилотируемого корабля претерпел значительные изменения и его обшивка будет изготавливаться из нержавеющей стали.
Такое конструктивное решение Илон Маск объяснил слишком большой стоимостью углеволокна. В интервью журналу Popular Mechanics он уточнил, что этот материал очень сложен в обработке, особенно, когда надо его компилировать в 60…120 слоев. Причем при работе со сложными формами он дает до 35% отходов, а стоимость его за килограмм составляет 135 долларов. Взвесив все за и против в компании было принято решение заменить карбоновое полотно на специальный нержавеющий сплав и, как показало тестирование, такой подход оправдал себя по всем пунктам.
Легированная сталь с очень высоким содержанием хрома и никеля технологична в применении. Она демонстрирует высокую механическую прочность, пластичность и коррозионную стойкость и, главное, стойко выдерживает воздействие экстравысоких и криогенных температур, что является идеальным качеством для космической отрасли. При этом она еще хорошо сваривается и формуется.
Пока Илон Макс не раскрывает всей интриги и не дает окончательного утвердительного ответа о том, какой же именно стальной легированный сплав будет использоваться для окончательного строительства звездолета Starship. Пока он только сделал заявление, что сталь 301 компания будет заменять на другую и, что возможно это будет сталь 304. Но, как говорится, время покажет. Ведь все же космос может преподнести еще немало сюрпризов.
Полет фантазии и фактический полет
Но можно ли долететь до Марса или Луны на самолете? Конечно же, нет. Их полет основан на физическом контакте с воздухом. А в открытом космосе, как известно каждому школьнику, находится безвоздушное пространство.
Поэтому, чтобы обеспечить полеты людей к дальним планетам необходимо разработать принципиально новый вид космического челнока, который сможет транспортировать людей и все необходимые запасы, выполнять взлет, посадку и свободно маневрировать в межзвездном пространстве. Поэтому при их разработке надо не только использовать новые физические принципы конструирования, но и использовать уникальные материалы.
То жарко, то холодно
Любой летательный аппарат, стартующий с Земли, вначале проходит сквозь плотные атмосферные слои, от трения с которыми его обшивка разогревается до нескольких сот градусов Цельсия. А затем он пилотирует в холодном космосе, где температура на минуточку составляет -270°С. При этом, та часть корабля, которая попадает в зону солнечного излучения нагревается, в то время, как противоположная, остается холодной.
Лаборатория – планета Земля
Пока романтики заглядываются на звезды, прагматики усердно работают над созданием новых материалов, которые бы смогли помочь людям в создании наиболее эффективных межпланетных летательных аппаратов. Причем сфера разработки инновационных продуктов затрагивает не только основные конструктивные материалы, но и клеи, эластомеры и герметики, так как часто причиной поломки на тестируемых и действующих челноках стает термическая усталость паяных соединений или разгерметизация швов.
Кроме специальных требований к таким продуктам предъявляют и ряд общих. Это высокая технологичность, оптимальная стоимость и легковесность, так как каждый грамм увеличивает нагрузку на силовую установку.
Металлы
Для отсеков, где поддерживается стабильные и умеренные температуры применяются такие конструктивные материалы как алюминий, титан, бериллий. Несмотря на массовые научные разработки металлы были, есть и останутся на ближайшие время основными материалами для аэрокосмонавтики.
Металлические материалы, применяемые для создания летательных аппаратов
Читайте также: