рефераты бесплатно

МЕНЮ


Глобальные проблемы мирного освоения космоса

Глобальные проблемы мирного освоения космоса

Вступление:

Во второй половине XX в. человечество ступило на порог Вселенной - вышло

в космическое пространство. Дорогу в космос открыла наша Родина. Первый

искусственный спутник Земли, открывший космическую эру, запущен бывшим

Советским Союзом, первый космонавт мира - гражданин бывшего СССР.

Космонавтика - это громадный катализатор современной науки и техники,

ставший за невиданно короткий срок одним из главный рычагов современного

мирового процесса. Она стимулирует развитие электроники, машиностроения,

материаловедения, вычислительной техники, энергетики и многих других

областей народного хозяйства.

В научном плане человечество стремится найти в космосе ответ на такие

принципиальные вопросы, как строение и эволюция Вселенной, образование

Солнечной системы, происхождение и пути развития жизни. От гипотез о

природе планет и строении космоса, люди перешли к всестороннему и

непосредственному изучению небесных тел и межпланетного пространства с

помощью ракетно-космической техники.

В освоении космоса человечеству предстоит изучит различные области

космического пространства: Луну, другие планеты и межпланетное

пространство.

Современный уровень космической техники и прогноз её развития

показывают, что основной целью научных исследований с помощью космических

средств, по-видимому, в ближайшем будущем будет наша Солнечная система.

Главными при этом будут задачи изучения солнечно-земных связей и

пространства Земля - Луна, а так же Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера,

Сатурна и других планет, астрономические исследования , медико-

биологические исследования с целью оценки влияния продолжительности полётов

на организм человека и его работоспособность.

В принципе развитие космической технике должно опережать «Спрос»,

связанный с решением актуальных народнохозяйственных проблем. Главными

задачами здесь являются ракет-носителей, двигательных установок,

космических аппаратов, а так же обеспечивающих средств(командно-

измерительных и стартовых комплексов, аппаратуры и т.д.), обеспечение

прогресса в смежных отраслях техники, прямо или косвенно связанных с

развитием космонавтики.

Фантазия

есть качество

величайшей ценности

В. И. Л е н и н

До полётов в мировое пространство нужно было понять и использовать на

практике принцип реактивного движения, научиться делать ракеты, создать

теорию межпланетных сообщений и т.д.

Ракетная техника - далеко не новое понятие. К созданию мощных

современных ракет-носителей человек шёл через тысячелетия мечтаний ,

фантазий, ошибок, поисков в различных областях науки и техники, накопления

опыта и знаний.

Принцип действия ракеты заключается в её движении под действием силы

отдачи, реакции потока частиц, отбрасываемых от ракеты. В ракете. т.е.

аппарате, снабжённом ракетным двигателем, истекающие газы образуются за

счёт реакции окислителя и горючего, хранящихся в самой ракете. Это

обстоятельство делает работу ракетного двигателя независимой от наличия или

отсутствия газовой среды. Таким образом, ракета представляет из себя

удивительную конструкцию, способную перемещаться в безвоздушном

пространстве, т.е. не опорном, космическом пространстве.

Особое место среди русских проектов применения реактивного принципа

полёта занимает проект Н. И. Кибальчича, известного русского революционера,

оставившего несмотря на короткую жизнь(1853-1881), глубокий след в истории

науки и техники. Имея обширные и глубокие знания по математике, физике и

особенно химии, Кибальчич изготовлял самодельные снаряды и мины для

народовольцев. «Проект воздухоплавательного прибора» был результатом

длительной исследовательской работы Кибальчича над взрывчатыми веществами.

Он, по существу, впервые предложил не ракетный двигатель, приспособленный к

какому-либо существовавшему летательном аппарату, как это делали другие

изобретатели, а совершенно новый(ракетодинамический) аппарат, прообраз

современных пилотируемых космических средств, у которых тяга ракетных

двигателей служит для непосредственного создания подъемной силы,

поддерживающей аппарат в полёте. Летательный аппарат Кибальчича должен был

функционировать по принципу ракеты!

Но т.к. Кибальчича посадили в тюрьму за покушение на Царя Александра II,

то проект его летательного аппарата был обнаружен только в 1917 году в

архиве департамента полиции.

Итак, к концу прошлого века идея применения для полётов реактивных

приборов получила в России большие масштабы. И первым кто решил продолжить

исследования был наш великий соотечественник Константин Эдуардович

Циолковский(1857-1935). Реактивным принципом движения он начал

интересоваться очень рано. Уже в 1883 г. он дал описание корабля с

реактивным двигателем. Уже в 1903 году Циолковский впервые в мире дал

возможность конструировать схему жидкостной ракеты. Идеи Циолковского

получили всеобщее признание ещё в 1920-е годы. И блестящий продолжатель его

дела С. П. Королёв за месяц до запуска первого искусственного спутника

Земли говорил что идеи и труды Константина Эдуардовича будут всё больше и

больше привлекать к себе внимание по мере развития ракетной техники, в чём

оказался абсолютно прав!

Начало космической эры

И так через 40 лет после того как был найден проект летательного

аппарата, созданный Кибальчичем, 4 октября 1957 г. бывший СССР

произвел запуск первого в мире искусственного спутника Земли.

Первый советский спутник позволил впервые измерить плотность верхней

атмосферы, получить данные о распространении радиосигналов в ионосфере,

отработать вопросы выведения на орбиту, тепловой режим и др. Спутник

представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см и массой 83,6 кг с

четырьмя штыревыми антеннами длинной 2,4-2,9 м. В герметичном корпусе

спутника размещались аппаратура и источники электропитания. Начальные

параметры орбиты составляли: высота перигея 228 км, высота апогея 947 км,

наклонение 65,1 гр. 3 ноября Советский Союз сообщил о выведении на орбиту

второго советского спутника. В отдельной герметической кабине находились

собака Лайка и телеметрическая система для регистрации ее поведении в

невесомости. Спутник был также снабжен научными приборами для исследования

излучения Солнца и космических лучей.

6 декабря 1957 г. в США была предпринята попытка запустить спутник

«Авангард-1» с помощью ракеты-носителя, разработанной Исследовательской

лабораторией ВМФ .После зажигания ракета поднялась над пусковым столом,

однако через секунду двигатели выключились и ракета упала на стол,

взорвавшись от удара.

31 января 1958 г. был выведен на орбиту спутник «Эксплорер-1»,

американский ответ на запуск советских спутников. По размерам и

массе он не был кандидатом в рекордсмены. Будучи длинной менее 1 м и

диаметром только ~15,2 см, он имел массу всего лишь 4,8 кг.

Однако его полезный груз был присоеденен к четвертой, послед-

ней ступени ракеты-носителя «Юнона-1». Спутник вместе с ракетой на орбите

имел длину 205 см и массу 14 кг. На нем были установлены датчики наружной и

внутренней температур, датчики эрозии и ударов для определения потоков

микрометеоритов и счетчик Гейгера-Мюллера для регистрации проникающих

космических лучей.

Важный научный результат полета спутника состоял в открытии окружающих

Земля радиационных поясов. Счетчик Гейгера-Мюллера прекратил счет, когда

аппарат находился в апогее на высоте 2530 км, высота перигея составляла 360

км.

5 февраля 1958 г. в США была предпринята вторая попытка запустить

спутник «Авангард-1», но она также закончилась аварией, как и первая

попытка. Наконец 17 марта спутник был выведен на орбиту. В период с

декабря 1957 г. по сентябрь 1959 г. было предпринято одиннадцать

попыток вывести на орбиту «Авангард-1» только три из них были успешными.

ту. В период с декабря 1957

г. по сентябрь 1959 г. было предпринято одиннадцать попыток вывести на

орбиту «Авангард

Оба спутника внесли много нового в космическую науку и технику

(солнечные батареи, новые данные о плотности верхний атмосферы, точное

картирование островов в Тихом океане и т.д.) 17 августа 1958 г. в США

была предпринята первая попытка послать с мыса Канаверал в окрестности

Луны зонд с научной аппаратурой. Она оказалась неудачной. Ракета

поднялась и пролетела всего 16 км. Первая ступень ракеты взорвалась на

77 с полета. 11 октября 1958 г. была предпринята вторая попытка запуска

лунного зонда «Пионер-1», также оказалась неудачной. Последующие

несколько запусков также оказались неудачными, лишь 3 марта 1959 г.

«Пионер-4», массой 6,1 кг частично выполнил поставленную задачу:

пролетел мимо Луны на расстоянии 60000 км (вместо планируемых 24000 км).

Так же как и при запуске спутника Земли, приоритет в запуске первого

зонда принадлежит СССР, 2 января 1959 г. был запущен первый созданный

руками человека объект, который был выведен на траекторию, проходящую

достаточно близко от Луны, на орбиту

спутника Солнца. Таким образом «Луна-1» впервые достигла второй космической

скорости. «Луна-1» имела массу 361,3 кг и пролетела мимо Луны на расстоянии

5500 км. На расстоянии 113000 км от Земли с ракетной ступени,

пристыкованной к «Луне-1», было выпущено облако паров натрия, образовавшее

искусственную комету. Солнечное излучение вызвало яркое свечение паров

натрия и оптические системы на Земле сфотографировали облако на фоне

созвездия Водолея.

«Луна-2» запущенная 12 сентября 1959 г. совершила первый в мире полет на

другое небесное тело. В 390,2-килограммовой сфере размещались приборы,

показавшие, что Луна не имеет магнитного поля и радиационного пояса.

Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна-3» была запущена 4

октября 1959 г. Вес станции равнялся 435 кг. Основной целью запуска был

облет Луны и фотографирование ее обратной, невидимой с Земли, стороны.

Фотографирование производилось 7

октября в течение 40 мин с высоты 6200 км над Луной.

Человек в космосе

12 апреля 1961 г. в 9 ч 07 мин по московскому времени в нескольких

десятках километров севернее поселка Тюратам в Казахстане на советском

космодроме Байконур состоялся запуск межконтинентальной баллистической

ракеты Р-7, в носовом отсеке которой размещался пилотируемый космический

корабль «Восток» с майором ВВС Юрием Алексеевичем Гагариным на борту.

Запуск прошел успешно. Космический корабль был выведен на орбиту с

наклонением 65 гр, высотой перигея 181 км и высотой апогея 327 км и

совершил один виток вокруг Земли за 89 мин. На 108-ой мин после запуска он

вернулся на Землю, приземлившись в районе деревни Смеловка Саратовской

области. Таким образом, спустя 4 года после выведения первого

искусственного спутника Земли Советский Союз впервые в мире осуществил

полет человека в космическое пространство.

Космический корабль состоял из двух отсеков. Спускаемый аппарат,

являющийся одновременно кабиной космонавта, представлял собой сферу

диаметром 2,3 м, покрытую абляционным материалом для тепловой защиты при

входе в атмосферу. Управление кораблем осуществлялось автоматически, а

также космонавтом. В полете непрерывно поддерживалась с Землей. Атмосфера

корабля - смесь кислорода с азотом под давлением 1 атм. (760 мм рт. ст.).

«Восток-1» имел массу 4730 кг, а с последней ступенью ракеты-носителя 6170

кг. Космический корабль «Восток» выводился в космос 5 раз, после чего было

объявлено о его безопасности для полета человека.

Через четыре недели после полета Гагарина 5 мая 1961 г. капитан

3-го ранга Алан Шепард стал первым американским астронавтом.

Хотя он и не достиг околоземной орбиты, он поднялся над Землей

на высоту около 186 км. Шепард запущенный с мыса Канаверал в

КК «Меркурий-3» с помощью модифицированной баллистической

ракеты «Редстоун», провел в полете 15 мин 22 с до посадки в Атлантическом

океане. Он доказал, что человек в условиях невесомости может осуществлять

ручное управление космическим кораблем. КК «Меркурий» значительно отличался

от КК «Восток».

Он состоял только из одного модуля - пилотируемой капсулы в

форме усеченного конуса длинной 2,9 м и диаметром основания

1,89 м. Его герметичная оболочка из никелевого сплава имела обшивку из

титана для защиты от нагрева при входе в атмосферу.

Атмосфера внутри «Меркурия» состояла из чистого кислорода

под давлением 0,36 ат.

20 февраля 1962 г. США достигли околоземной орбиты. С мыса

Канаверал был запущен корабль «Меркурий-6», пилотируемый

подполковником ВМФ Джоном Гленном. Гленн пробыл на орбите только 4 ч 55

мин, совершив 3 витка до успешной посадки. Целью полета Гленна было

определение возможности работы человека в КК «Меркурий». Последний раз

«Меркурий» был выведен в космос 15 мая 1963 г.

18 марта 1965 г. был выведен на орбиту КК «Восход» с двумя космонавтами

на борту - командиром корабля полковником Павлом

Иваровичем Беляевым и вторым пилотом подполковником Алексеем Архиповичем

Леоновым. Сразу после выхода на орбиту экипаж очистил себя от азота, вдыхая

чистый кислород. Затем был

развернут шлюзовой отсек : Леонов вошел в шлюзовой отсек, закрыл крышку

люка КК и впервые в мире совершил выход в космическое пространство.

Космонавт с автономной системой жизнеобеспечения находился вне кабины КК в

течении 20 мин, временами отдаляясь от корабля на расстояние до 5 м. Во

время выхода он был соединен с КК только телефонным и телемеметрическим

кабелями. Таким образом, была практически подтверждена возможность

пребывания и работы космонавта вне КК.

3 июня был запущен КК «Джемени-4» с капитанами Джеймсом Макдивиттом и

Эдвардом Уайтом. Во время этого полета, продолжавшегося 97 ч 56 мин Уайт

вышел из КК и провел вне кабины 21 мин, проверяя возможность маневра в

космосе с помощью ручного реактивного пистолета на сжатом газе.

К большому сожалению освоение космоса не обошлось без жертв. 27 января

1967 г. экипаж готовившийся совершить первый

пилотируемый полет по программе «Аполлон» погиб во время

пожара внутри КК сгорев за 15 с в атмосфере чистого кислорода. Вирджил

Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи стали первыми американскими

астронавтами, погибшими в КК. 23 апреля с Байконура был запущен новый КК

«Союз-1», пилотируемый полковником Владимиром Комаровым. Запуск прошел

успешно.

На 18 витке, через 26 ч 45 мин, после запуска, Комаров начал ориентацию для

входа в атмосферу. Все операции прошли нормально, но после входа в

атмосферу и торможения отказала парашютная система. Космонавт погиб

мгновенно в момент удара «Союза» о Землю со скоростью 644 км\ч. В

дальнейшем Космос унес не одну человеческую жизнь, но эти жертвы были

первыми.

Нужно заметить, что в естественнонаучном и производительном планах мир

стоит перед рядом глобальных проблем, решение которых требует объединённых

усилий всех народов. Это проблемы сырьевых ресурсов, энергетики, контроля

за состоянием окружающей среды и сохранения биосферы и другие. Огромную

роль в кардинальном их решении будут играть космические исследования - одно

из важнейших направлений научно-технической революции.

Космонавтика ярко демонстрирует всему миру плодотворность мирного

созидательного труда, выгоды объединения усилий разных стран в решении

научных и народнохозяйственных задач.

С какими же проблемами сталкивается космонавтика и сами космонавты?

Начнём с жизнеобеспечения. Что такое жизнеобеспечение? Жизнеобеспечение

в космическом полёте - это создание и поддержание в течении всего полёта в

жилых и рабочих отсеках К.К. таких условий, которые обеспечили бы экипажу

работоспособность, достаточную для выполнения поставленной задачи, и

минимальную вероятность возникновения патологических изменений в организме

человека. Как это сделать? Необходимо существенно уменьшить степень

воздействия на человека неблагоприятных внешних факторов космического

полёта - вакуума, метеорических тел, проникающей радиации, невесомости,

перегрузок; снабдить экипаж веществами и энергией без которых не возможна

нормальная жизнедеятельность человека, - пищей, водой, кислородом и сетом;

удалить продукты жизнедеятельности организма и вредные для здоровья

вещества, выделяемые при работе систем и оборудования космического корабля;

обеспечить потребности человека в движении, отдыхе, внешней информации и

нормальных условиях труда; организовать медицинский контроль за состоянием

здоровья экипажа и поддержание его на необходимом уровне. Пища и вода

доставляются в космос в соответствующей упаковке, а кислород - в химически

связанном виде. Если не проводить восстановление продуктов

жизнедеятельности, то для экипажа из трёх человек на один год потребуется

11 тонн вышеперечисленных продуктов, что, согласитесь, составляет немалый

вес, объём, да и как это всё будет хранится в течении года?!

В ближайшем будущем системы регенерации позволят почти полностью

воспроизводить кислород и вод на борту станции. Уже давно начали

использовать вода после умывания и душа, очищенную в системе регенерации.

Страницы: 1, 2


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.