(0 голоса, среднее 0 из 5)

Человек и космос

Почти за полвека до начала космической эры — запуска первого в мире искусственного спутника Земли — скромный калужский учитель и гениальный ученый К. Э. Циолковский создал теорию реактивного движения и ракетной техники, наметил примерные пути, по которым будет вестись покорение космоса. Его предсказания сейчас осуществляются на практике.

Сила притяжения Земли во все времена вставала непреодолимой преградой гордой мечте человека о выходе в космос. Содружество науки и техники XX века, их быстрое развитие по пути прогресса позволили разорвать узлы земного притяжения. Ученые нашли, что если снаряду придать скорость 7,9 километра в секунду, направив его горизонтально, то произойдет поразительное явление: снаряд не упадет на Землю, а будет делать круговые витки вокруг нее, пока не войдет в плотные слои атмосферы. Такой полет можно назвать уже космическим свободным полетом, хотя он и происходит вблизи Земли. Поэтому скорость в 7,9 километра в секунду получила название «первой космической скорости».

Была найдена величина и второй космической скорости— 11,2 километра в секунду. При ней снаряд уже полностью освобождается от силы притяжения Земли и уходит во внешнее пространство. Поэтому такая скорость в космонавтике называется иначе «скоростью освобождения».

Существует и третья космическая скорость—16,7 километра в секунду.

Замечательно то, что человек, выходя в космос, подчиняет себе космические силы притяжения, учится управлять ими и ставит их себе на службу. В известном смысле космические корабли наших дней получили вполне правильное название, так как они «плавают» в полях притяжения тех или иных небесных тел: «лунники»— в полях притяжения Земли и Луны, космическая астролаборатория «Марс-1»—Земли, Солнца и Марса. Плавают они, конечно, не без «руля и ветрил», а умело используя эти поля. Для этого космическому кораблю при помощи двигателей нужно только выполнять кратковременные навигационные маневры, расходуя немного топлива. Проводя эти маневры, штурманы будущих межпланетных кораблей смогут сами направить их в полет по любым дорогам Вселенной.

Колоссальную работу придется выполнить механикам и математикам для составления космических лоцманских карт и таблиц, и здесь громадную помощь окажут человеку вычислительные кибернетические машины.

Мы часто говорим о космосе, понимая под этим словом «внеземные пределы». А знаете ли вы, что границы космоса очень условны и их определение зависит от того, с точки зрения какой науки подходить к ним?

Для астрофизики и геофизики (физических наук, изучающих Вселенную и Землю как планету) космос начинается на высоте около тысячи километров над поверхностью Земли. Это высота, до которой доходят крайние зоны полярных сияний.

С точки зрения всем нам знакомой физики, граница космоса проходит в 200 километрах над Землей, а биологи считают, что космос начинается там, где невозможно поддерживать жизнь иначе, как в герметически закрытой кабине с искусственно создаваемой газовой средой, то есть на высоте всего лишь 16 километров.

Выводя искусственные спутники и корабли в космос, советские ученые одержали немало замечательных побед. Для обеспечения безопасности полетов изобретены машины, считающие и «думающие» во много раз быстрее человека, созданы новые сплавы, способные выдерживать фантастические температуры, открыты неизвестные ранее виды топлива.

Изучая состав топлива для ракет, химики получили попутно новые лекарства. Освоение космоса далеко раздвигает возможности метеорологической службы Земли. Не за горами использование искусственных спутников для сверхдальней космической связи и организации мирового телевидения.

Долгое время под межпланетной средой подразумевали абсолютную пустоту. Однако это оказалось неправильным. Спутники и ракеты подняли приборы на недоступные когда-то высоты. Изучая показания приборов, ученые выяснили, что в межпланетной среде присутствует рассеянный газ. На высоте 1 500 километров, где еще сказывается влияние земной атмосферы, в каждом кубическом сантиметре можно насчитать примерно 1 000 газовых частиц, на высоте 2 000 километров концентрация частиц в полтора раза меньше, и такой она остается до высоты около 22 тысяч километров. В ПО— 150 тысячах километров от Земли в каждом кубическом сантиметре находится 300—400 газовых единиц.

Примерно в 100 тысячах километров от нашей планеты существует микрометеоритное облако, окружающее Землю. Облако это очень разрежено.

Метеорные тела, мчащиеся со скоростью 20— 40 километров в секунду, представляют опасность для космических кораблей. При их встрече происходит взрыв, так как при столь огромной скорости энергия частицы мгновенно расходуется на разрушение связей твердого тела и превращение его в сжатый газ. Такой взрыв от столкновения с мелкой частицей оставит лишь «оспину»— маленькую выщербину на оболочке ракеты. Гораздо хуже будет обстоять дело при встрече корабля с крупным метеором.

Ученые давно занимаются этим вопросом. При помощи радиолокационных наблюдений, а также регистрации столкновений мельчайших метеоритов с космическими кораблями они довольно точно подсчитали количество метеорных частиц в межпланетном пространстве и выяснили, что опасность для космонавтов с этой стороны не велика. Так, если предположить, что корабль предназначен для длительного полета и его поверхность равна 100 квадратным метрам, то метеорные тела, способные пробить двухмиллиметровую оболочку из алюминия, будут попадать в корабль в среднем один раз в год. Более крупные метеориты, массой в грамм, столкновение с которыми вызывает взрыв, по силе равный взрыву ручной гранаты, будут встречаться очень редко — один раз в несколько сот лет.

Достаточно прочная оболочка, хотя бы такого типа, как защита космического корабля «Восток», является вполне надежной гарантией безопасности космонавта.

Дальнейшее изучение путей сгущений «роев» метеорных тел в солнечной системе дает возможность ученым составить космические карты-лоции, в которых будут обозначены более опасные зоны, чтобы космонавты смогли совершать свои далекие путешествия, минуя угрожающие их кораблям местности Вселенной.

Каждый знает, что подброшенный в воздух камешек кувыркается. Точно так же будет беспорядочно вращаться вокруг центра тяжести и космический летательный аппарат после отделения от последней ступени ракеты-носителя. И если на первых порах освоения космоса, когда запускались искусственные спутники Земли, с этим еще можно было мириться, то в дальнейшем такое беспорядочное вращение стало серьезной помехой.

Так, если бы система ориентации, установленная на борту автоматической межпланетной станции, облетавшей Луну, не удерживала станцию в определенном положении в течение 40 минут, пока шла съемка лунной поверхности, наверное, этот эксперимент окончился бы неудачей. Еще более важна система ориентации для космических кораблей, возвращающихся из полета по орбите на Землю. Ведь прежде чем начать спуск, надо развернуть корабль силами тормозных двигателей и очень точно удерживать его в нужном направлении. Погрешность только в одну шестидесятую долю градуса при ориентации «носа» корабля по отношению к Земле приводит к отклонению от точки приземления на 50—60 километров.

Надежная система ориентации в советских космических кораблях основана на том, что чувствительные приемники световых лучей — фотоэлементы, распределенные по поверхности космического корабля, улавливают свет определенного ориентира (в качестве маяков могут служить Земля, Луна, Солнце, звезды) и посылают сигналы в блок электронной аппаратуры. Там эти сигналы преобразуются в команды на включение небольших двигателей, разворачивающих корпус космического корабля в нужном направлении.

На всех шести космических кораблях «Восток», кроме автоматической системы ориентации, была предусмотрена возможность разворачивать корабли и с помощью ручного управления двигателями.

Групповые космические полеты требуют высокой точности запуска в космос одна за другой двух ракет. Говоря о точности, нужно иметь в виду два момента.

Первый — это строго определенное время стартов космических кораблей. Например, в групповом полете Валерия Быковского и Валентины Терешковой ракета, которая вывела на орбиту «Восток-6», была запущена точно через 163 тысячи 800 секунд. Ошибка во времени старта всего лишь на одну-две секунды могла нарушить все планы.

Второе обстоятельство — это соблюдение заданной точности орбиты «Восток-6». Здесь, например, могло случиться так: стартовав точно в расчетное время, ракета-носитель из-за ошибок в величине скорости и направлении полета не вывела бы корабль Валентины Терешковой в ту точку, где должна была произойти встреча с кораблем Валерия Быковского. И в этом отношении достигнута высокая точность всех систем.

Это заслуга не только специалистов, которые работают непосредственно на космодроме, но и многих коллективов — научных, конструкторских, испытательных, производственных.

Стоящая на старте ракета — это гигантское сооружение, и космонавт располагается в самой его вершине— в герметически закрытом корабле. Печать США сообщала о неоднократных взрывах двигателей, о падениях американских ракет в момент старта. Задачи спасения капсулы с космонавтом в этом случае, по мнению американских ученых, таковы. Во-первых, капсулу нужно очень быстро, в какие-то доли секунды извлечь из ракеты и отбросить подальше от стартовой площадки, от моря огня, которое будет здесь бушевать. Во-вторых, капсулу нужно на парашюте плавно опустить на Землю.

Именно такая система спасения космонавта и действует на американском космическом корабле «Меркурий». Корпус корабля имеет форму усеченного конуса, переходящего в цилиндр, где помещаются парашюты, на которых корабль может опуститься. Аварийные двигатели в нижней части космического корабля в случае катастрофы на старте разгоняют капсулу с космонавтом до 150 метров в секунду и отбрасывают ее далеко от места старта.

Интересно крепление крышки люка космонавта. Оно осуществляется с помощью взрывных болтов. При необходимости космонавт одним нажатием кнопки взрывает узлы крепления крышки люка и она отбрасывается в воздух. Космонавт теперь, проследовав через люк, может опуститься на индивидуальном парашюте.

Во время стремительного снижения космического корабля перед его головной частью образуется оболочка сжатого воздуха, который разогревается до 6 000 градусов. При такой температуре частично оплавляется теплозащитное покрытие корабля. В иллюминаторы, защищенные жаропрочными стеклами, пилот видит косматое пламя, бушующее вокруг кабины.

Главному Конструктору советских космических кораблей и коллективу, возглавляемому им, много пришлось поработать над расчетами наиболее правильной формы корабля, обеспечивающей минимальный разогрев его корпуса в атмосфере. Было найдено, что именно такие условия обеспечивает затупленная носовая часть корабля. Конечно, огромную роль в защите космонавта наряду с этим играет и созданная советскими учеными тепловая защита.

Преодолев земное притяжение, исследователи космоса должны были одержать победу и над целым рядом отрицательных явлений, которые испытывает человек в космическом полете, и в первую очередь над силами инерции.

Все, конечно, читали увлекательный роман Жюля Верна «Из пушки на Луну». Но что получилось бы, если бы удалось осуществить такой полет? При подсчете силы инерции или остаточного покоя, направленные в сторону, противоположную движению снаряда, оказались бы непосильными для его пассажиров. За слишком короткое время снаряду пришлось бы набрать вторую космическую скорость.

Современный космический корабль набирает скорость не сразу, а постепенно, за счет поочередного включения двигателей разных ступеней ракеты-носителя.

Советские космонавты благополучно перенесли инерционные перегрузки при запуске и сохраняли при этом способность управления приборами. Результаты этих запусков говорят о том, что советским конструкторам удалось построить такие ракеты-носители, увеличение скорости которых при старте не вызывает вредных последствий для организма.

На космонавта в полете ощутимо может воздействовать космическое излучение, состоящее из ядер различных элементов периодической системы. Определенную опасность таят и радиационные пояса. Внутренний пояс, расположенный на высотах от 600 до 5 000 километров от поверхности Земли, состоит в основном из потока протонов высоких энергий. Внешний пояс окружает планету в экваториальной плоскости на высотах от 14 000 до 55 000 километров.

Радиация появляется и при солнечных вспышках. В это время интенсивность ее значительно повышается. Так, например, по оценкам советских и иностранных ученых, солнечная вспышка 23 февраля 1956 года во много тысяч раз увеличила радиацию в космическом пространстве. Хромосферные вспышки на Солнце, сопровождающиеся потоком космических лучей, случаются пять-десять раз в год и продолжаются несколько десятков часов. Причем время нарастания радиации длится несколько минут. Потом происходит постепенный ее спад.

Понятно, что без надлежащих мер защиты космонавту в момент интенсивной вспышки грозит смертельная опасность.

Многочисленные полеты спутников и космических кораблей позволили советским ученым собрать богатейшие данные о влиянии радиации на различные растения и живые организмы, а также и на человека. Выяснился любопытный факт: отдельные микроорганизмы и живые клетки оказались очень чувствительными к радиации. А некоторые бактерии используются теперь в качестве своеобразных биологических дозиметров для обнаружения малых доз радиации.

Уровень науки позволяет уже на несколько суток вперед устанавливать прогноз солнечной активности. Это и обеспечило, в частности, безопасные в радиационном отношении полеты советских и американских космонавтов.

Проведенные биологические исследования показали, что кратковременный полет человека по орбитам, расположенным ниже радиационных поясов, при отсутствии вспышек и достаточной защите не является опасным. Уже первые полеты советских космонавтов Ю. Гагарина и Г. Титова полностью подтвердили правильность этих предположений.

Подсчитано, что суммарная доза радиации, полученная в полете космонавтом А. Николаевым, равна порядка 50 миллирад, а П. Поповичем — порядка 36 миллирад, что не опасно для их здоровья.

До начала космических полетов состояние невесомости представлялось для науки совершенно неясным, и это давало богатый материал для описаний в популярной и научно-фантастической литературе многих курьезов, которые могут произойти с космическими путешественниками. Некоторые ученые, медики и биологи даже полагали, что в состоянии невесомости живой организм не сможет существовать.

Советской наукой этот вопрос окончательно разрешен. Уже полет собаки Лайки на втором советском спутнике Земли показал, что живой организм в состоянии невесомости существовать может. Это было подтверждено и полетом подопытных животных на советских космических кораблях-спутниках в 1961 году.

И, наконец, блестящие результаты получены во время полетов советских космонавтов. Находясь в состоянии невесомости по нескольку суток, космонавты сохраняли полную работоспособность, могли сами управлять кораблями и даже отправлялись «в путешествие» по кабине, не испытывая при этом неприятных ощущений.

Прежде чем вступить в пределы Вселенной, космонавты проходят всестороннюю подготовку на различных динамических стендах и установках. Например, одно из устройств для выяснения различных влияний на организм человека — стенд-ротор — вращается сразу в трех плоскостях. Кабина ротора делает обороты вокруг одной оси, рама, к которой крепится кабина,— вокруг второй, а вся установка — вокруг третьей. С подобной «каруселью» космонавт может встретиться при входе корабля в плотные слои атмосферы. Многочисленные приборы и телеэкран этого сложного стенда позволяют врачам постоянно контролировать состояние организма. Для таких испытаний одного здоровья, хотя и крепкого, мало. Нужно быть всесторонне тренированным и выносливым человеком.

Центрифуга предназначена для испытания выносливости будущих космонавтов к перегрузкам. Существуют первая, вторая и третья нагрузки центрифуги. Особенно тяжела третья нагрузка. При ней вес человека увеличивается в десять раз. Так, если он весил 70 килограммов, то при такой нагрузке — семьсот.

В статье американского журнала «Флаинг ревью» «Будет ли одиночество служить препятствием при выполнении космических полетов?» говорится: «Два года назад американский летчик первого класса Дональд Д. Ферель совершил «полет на Луну». Он провел семь дней в герметической кабине. Когда он вышел из кабины, у него был вид усталого, враждебно настроенного к окружающим человека. Трудно представить, что пришлось перенести Ферелю за время его пребывания в камере. Испытания, проведенные в лаборатории Военно-воздушных сил США по космическим полетам, дают возможность судить о страданиях, перенесенных Ферелем. Несколько человек, помещенных отдельно в герметически закрывающиеся камеры, совершили «космический полет» продолжительностью 36 часов. Находившиеся в камерах люди могли слушать музыку, читать. Однако лишь немногие из них проявили интерес к чтению». В статье рассказывается, что оставшихся в одиночестве и тишине людей охватывают галлюцинации. Один из числа очень подготовленных летчиков почувствовал головокружение, хотя камера не двигалась с места. Другому, менее опытному, привиделось среди приборов изображение неведомых лиц. Когда «полет» подходил к финалу, одного пилота охватил панический ужас: на его глазах приборная доска начала «таять и капать на пол». Другого пилота телевизионный экран довел до того, что он через 22 часа потребовал выключить телевизор, так как от него якобы исходил... невыносимый жар.

«Только семь человек, специально отобранных для полета на космическом корабле «Меркурий», доказали, что они смогут хорошо перенести пребывание в космическом корабле,— заключает автор статьи.— Однако все эти опыты только частично разрешают проблему космического одиночества...»

Испытания в сурдокамерах (башнях тишины) проходят и все советские космонавты. Как об этом рассказывает руководитель группы космонавтов, Юрий Гагарин даже в длительном «заточении» не расставался с веселой остроумной шуткой. Наблюдавшие за ним дежурные не раз слыхали, как он, читая какую-нибудь веселую книгу, по ходу чтения задавал герою или автору книги заковыристые вопросы и тут же, смеясь, сам отвечал на них. Гагарину в этом «полете» был задан «перевернутый» распорядок: днем он должен был спать, а ночью нести вахту, и он без труда вошел в новый режим.

Полет первого американского космонавта Джона Гленна 20 февраля 1962 года едва не окончился катастрофой из-за неполадок в системе управления кораблем. В конце первого оборота вокруг Земли система автоматического контроля положения корабля (капсулы «Френдшип-7») отказалась действовать. Капсула имела значительные вращательные движения вокруг собственного центра тяжести, происхождение которых до сих пор не установлено. Корабль накренялся до 20 угловых градусов от нормального положения. Поэтому космонавту, проявившему в полете большое мужество и хладнокровие, пришлось перейти на ручное управление и этим удерживать капсулу в требуемом положении.

Второму американскому космонавту Малькольму Скотту Карпентеру пришлось в полете еще тяжелее. Из- за серьезных неполадок в системе автоматического управления ему тоже пришлось перейти на ручное управление. Температура воздуха в кабине превышала 40 градусов по Цельсию. В более худших условиях, едва спасшись от неизбежной, казалось бы, гибели, стартовал в конце мая 1963 года Гарри Купер.

Советские космонавты при полетах узнавали материки не только по контурам их «берегов», но различали их и по цвету. Так, преобладающий цвет Африки — желтый, Южной Америки — зеленый. Атлантический океан выглядит из околоземного пространства темнее Тихого. Из кабины космического корабля Солнце выглядит как необыкновенно яркий, интенсивно пылающий шар. На Луне, не подернутой дымкой земной атмосферы, все детали четко различимы.

Что увидит космонавт, опустившийся на поверхность Луны? Этот вопрос в последнее время начал особенно интересовать исследователей. Характерной особенностью лунного рельефа, с которым встретится человек, являются кольцевые горы, называемые цирками или кратерами. Небольших кратеров на Луне сотни тысяч. Крупнейшие из них имеют диаметр более двухсот километров, а на дне некоторых из них вполне могли бы уместиться целые государства. Наружные склоны лунных кратеров довольно пологие, а внутренние крутые. Внутри кольцевых гор обычно бывает ровная низменная площадка. В центре площадки часто возвышается остроконечная гора, состоящая иногда из нескольких вершин.

Интересной особенностью Луны являются светлые лучи. Подобного на нашей планете не обнаружено. Эти лучи состоят из какого-то светлого вещества и радиально расходятся из некоторых кратеров. На видимой с Земли стороне Луны обнаружено около 300 лучей. Космонавтам придется выяснить их природу.

Сейчас астрономы все чаще говорят об изменениях, наблюдаемых на поверхности Луны. За последние годы, например, вдвое уменьшился кратер Линней, исчез кратер Альгазен, образовались небольшие кратеры на дне цирка Платон. С восходом Солнца на дне этого кратера периодически появляются какие-то зеленовато-серые пятна. А в кратере Эратосфен эти пятна некоторым наблюдателям кажутся даже перемещающимися. Эти изменения говорят о том, что Луна — не мертвый мир, как считалось прежде, и на ее поверхности, а также и в недрах происходят процессы, требующие еще исследования и объяснения.

Впервые в истории ракетной техники и космической навигации в Советском Союзе 12 февраля 1961 года был произведен запуск межпланетной станции не с самой Земли, а с предварительно выведенного на орбиту тяжелого искусственного спутника весом в шесть с половиной тонн. Запуск этой автоматической станции со спутника позволил осуществить более точный вывод ее на сложную траекторию полета к району Венеры.


Комментарии
Добавить новый Поиск
Оставить комментарий
Имя:
Email:
 
Тема:
UBB-Код:
[b] [i] [u] [url] [quote] [code] [img] 
 
 
:angry::0:confused::cheer:B):evil::silly::dry::lol::kiss::D:pinch:
:(:shock::X:side::):P:unsure::woohoo::huh::whistle:;):s
:!::?::idea::arrow:
 
Пожалуйста, введите проверочный код, который Вы видите на картинке.

3.26 Copyright (C) 2008 Compojoom.com / Copyright (C) 2007 Alain Georgette / Copyright (C) 2006 Frantisek Hliva. All rights reserved."

Поиск по сайту

Голосование

Вы бы поддержали сайт новыми материалами за символическую плату?
 

Сейчас в чате



Нет пользователей online



Rambler's Top100