سفینه فضایی با همه تنوعش افتخار و دغدغه بشریت است. پیش از ایجاد آنها تاریخچه ای چند صد ساله از توسعه علم و فناوری وجود داشت. عصر فضا که به مردم اجازه می داد از بیرون به دنیایی که در آن زندگی می کنند نگاه کنند، ما را به مرحله جدیدی از توسعه رساند. موشک در فضا امروز یک رویا نیست، بلکه موضوع نگرانی متخصصان بسیار ماهر است که با وظیفه بهبود فناوری های موجود روبرو هستند. اینکه چه نوع فضاپیماها از هم متمایز می شوند و چگونه با یکدیگر تفاوت دارند، در مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.
تعریف
سفینه فضایی یک نام کلی برای هر وسیله ای است که برای کار در فضا طراحی شده است. چندین گزینه برای طبقه بندی آنها وجود دارد. در ساده ترین حالت، فضاپیمای سرنشین دار و خودکار متمایز می شوند. اولی به نوبه خود به سفینه های فضایی و ایستگاه ها تقسیم می شوند. از نظر قابلیت و هدف متفاوت، از بسیاری جهات از نظر ساختار و تجهیزات مورد استفاده مشابه هستند.
ویژگی های پرواز
هر فضاپیما بعدپرتاب از سه مرحله اصلی عبور می کند: پرتاب به مدار، پرواز واقعی و فرود. مرحله اول شامل توسعه سرعت لازم برای ورود به فضای بیرونی توسط دستگاه است. برای قرار گرفتن در مدار، مقدار آن باید 7.9 کیلومتر بر ثانیه باشد. غلبه کامل بر گرانش زمین مستلزم ایجاد دومین سرعت کیهانی برابر با 11.2 کیلومتر بر ثانیه است. اینگونه است که یک موشک در فضا حرکت می کند، زمانی که هدف آن قسمت های دورافتاده فضای کیهان باشد.
پس از رهایی از جاذبه، مرحله دوم دنبال می شود. در فرآیند پرواز مداری، حرکت فضاپیماها به دلیل شتابی که به آنها داده می شود، با اینرسی انجام می شود. در نهایت، مرحله فرود شامل کاهش سرعت کشتی، ماهواره یا ایستگاه تقریباً به صفر است.
پر کردن
هر فضاپیما به تجهیزاتی برای مطابقت با وظایفی که برای حل آنها طراحی شده است مجهز شده است. با این حال، اختلاف اصلی مربوط به تجهیزات به اصطلاح هدف است که فقط برای به دست آوردن داده ها و مطالعات مختلف علمی لازم است. بقیه تجهیزات فضاپیما مشابه است. این شامل سیستم های زیر است:
- تامین انرژی - اغلب باتری های خورشیدی یا ایزوتوپی رادیو ایزوتوپ، باتری های شیمیایی، راکتورهای هسته ای انرژی لازم را برای فضاپیماها تامین می کنند؛
- ارتباط - با استفاده از سیگنال موج رادیویی، در فاصله قابل توجهی از زمین انجام می شود، اشاره دقیق آنتن به ویژه مهم می شود؛
- پشتیبانی از زندگی - این سیستم برای فضاپیماهای سرنشین دار معمولی است، به لطف آن امکان ماندن افراد در هواپیما فراهم می شود؛
- جهت - مانند هر کشتی دیگری، فضاپیماها به تجهیزاتی مجهز هستند تا دائماً موقعیت خود را در فضا تعیین کنند؛
- حرکت - موتورهای فضاپیما به شما امکان می دهند در سرعت پرواز و همچنین جهت آن تغییراتی ایجاد کنید.
طبقه بندی
یکی از معیارهای اصلی برای تقسیم فضاپیماها به انواع، نحوه عملکرد است که توانایی های آنها را تعیین می کند. بر این اساس، دستگاه ها متمایز می شوند:
- واقع در مدار زمین مرکزی یا ماهواره های مصنوعی زمین؛
- کسانی که هدفشان مطالعه نواحی دوردست فضا است - ایستگاه های بین سیاره ای خودکار؛
- برای رساندن افراد یا محموله های ضروری به مدار سیاره ما استفاده می شود، آنها فضاپیما نامیده می شوند، می توانند خودکار یا سرنشین دار باشند؛
- طراحی شده برای نگه داشتن مردم برای مدت طولانی در فضا، اینها ایستگاه های مداری هستند؛
- درگیر تحویل افراد و محموله از مدار به سطح سیاره هستند که به آنها فرود می گویند؛
- قادر به کاوش سیاره، که مستقیماً روی سطح آن قرار دارد، و حرکت در اطراف آن، مریخ نوردهای سیاره ای هستند.
بیایید نگاهی دقیق تر به برخی از انواع بیاندازیم.
AES (ماهواره های زمین مصنوعی)
اولین وسایل نقلیه ای که به فضا پرتاب شدند مصنوعی بودندماهواره های زمین فیزیک و قوانین آن پرتاب هر وسیله ای از این دست را به مدار یک کار دلهره آور تبدیل می کند. هر دستگاهی باید بر گرانش سیاره غلبه کند و سپس روی آن نیفتد. برای انجام این کار، ماهواره باید با اولین سرعت فضایی یا کمی سریعتر حرکت کند. در بالای سیاره ما، یک حد پایین مشروط از مکان احتمالی یک ماهواره مصنوعی متمایز می شود (در ارتفاع 300 کیلومتری عبور می کند). قرارگیری نزدیک‌تر منجر به کاهش سرعت نسبتاً سریع دستگاه در شرایط جوی می‌شود.
در ابتدا، فقط وسایل پرتاب می توانستند ماهواره های مصنوعی زمین را به مدار برسانند. با این حال، فیزیک ثابت نمی ماند و امروزه روش های جدیدی در حال توسعه است. بنابراین، یکی از روش هایی که اخیراً استفاده می شود پرتاب از ماهواره دیگری است. برنامه‌هایی برای استفاده از گزینه‌های دیگر نیز وجود دارد.
مدار فضاپیماهایی که به دور زمین می چرخند می توانند در ارتفاعات مختلف قرار بگیرند. طبیعتا زمان لازم برای یک دایره نیز به این بستگی دارد. ماهواره هایی با دوره چرخش برابر با یک روز در مدار به اصطلاح زمین ثابت قرار می گیرند. این با ارزش ترین در نظر گرفته می شود، زیرا به نظر می رسد دستگاه های قرار گرفته بر روی آن برای یک ناظر زمینی ثابت هستند، به این معنی که نیازی به ایجاد مکانیسم هایی برای آنتن های چرخشی نیست.
AMS (ایستگاه های بین سیاره ای خودکار)
دانشمندان با استفاده از فضاپیماهایی که به خارج از مدار زمین مرکزی فرستاده می شوند، اطلاعات زیادی درباره اجرام مختلف منظومه شمسی دریافت می کنند. اجرام AMS سیارات و سیارک ها و دنباله دارها و حتی هستندکهکشان های موجود برای رصد وظایفی که برای چنین دستگاه هایی تعیین می شود، نیازمند دانش و تلاش عظیم مهندسان و محققین است. مأموریت‌های AWS مظهر پیشرفت فناوری هستند و در عین حال محرک آن هستند.
سفینه سرنشین دار
خودروهایی که برای رساندن افراد به یک هدف تعیین شده و بازگرداندن آنها طراحی شده اند، از نظر فناوری، به هیچ وجه کمتر از انواع توصیف شده نیستند. Vostok-1، که یوری گاگارین با آن پرواز خود را انجام داد، متعلق به این نوع است.
سخت ترین کار برای سازندگان یک فضاپیمای سرنشین دار، اطمینان از ایمنی خدمه در هنگام بازگشت به زمین است. همچنین بخش قابل توجهی از چنین وسایلی سیستم نجات اضطراری است که ممکن است در هنگام پرتاب کشتی به فضا با استفاده از وسیله پرتاب ضروری شود.
فضاپیماها، مانند همه فضانوردان، دائماً در حال بهبود هستند. اخیراً اغلب می توان گزارش هایی در مورد فعالیت های کاوشگر Rosetta و فرودگر Philae در رسانه ها مشاهده کرد. آنها تمام آخرین دستاوردها در زمینه کشتی سازی فضایی، محاسبه حرکت دستگاه و غیره را در بر می گیرند. فرود کاوشگر فیله بر روی یک دنباله دار، رویدادی قابل مقایسه با پرواز گاگارین در نظر گرفته می شود. جالب ترین چیز این است که این تاج امکانات بشریت نیست. ما همچنان منتظر اکتشافات و دستاوردهای جدید در زمینه اکتشافات فضایی و ساخت هواپیما هستیم.
