¿Cómo entender el sistema espacial tripulado completo de la ex Unión Soviética?
Base de Pruebas Integrales de la Estación Espacial "Paz"
La Estación Espacial "Mir" fue puesta en órbita el 20 de febrero de 1986. Tiene una masa de 20 toneladas, una longitud de 13,5 metros, y un diámetro máximo de 4? 15m, volumen efectivo 90m3. Hay 2 paneles solares, una superficie total de 102m2 y 6 trampillas de atraque. Hay algunos tipos de cabinas especiales y naves espaciales que se pueden acoplar a él: una gran cabina de atraque con una masa de 20 toneladas, un diámetro de 4,15 metros y un volumen de 50 metros cúbicos. Entre ellos, la gran cabina de atraque sin retorno mide 6,5 metros; el gran módulo de atraque retornable tiene aproximadamente 13 m de largo, con 2 paneles solares, un área de 40 m2 y una potencia de salida de 3 kW. La pequeña cabina de atraque que se puede atracar tiene una masa de 7 toneladas, una longitud de 7 metros, un diámetro máximo de 2,7 metros y un volumen efectivo de 10 metros cúbicos. Además, las naves espaciales que atracan son el ferry de pasajeros "Soyuz TM" y el ferry de carga "Progress".
La compleja base de pruebas con el módulo central de la estación espacial "Mir" como núcleo ha completado la primera fase de acoplamiento y montaje espacial. Hay cinco módulos, incluidos tres módulos científicos, una nave espacial Soyuz FM. y un módulo principal.
Las cabinas científicas del carguero Progress son Quantum 1, Quantum 2 y Crystal Cabin. El Laboratorio de Astrofísica Cuántica se acopló a la Mir el 1 de abril de 1987+. La Cápsula de Cristal fue lanzada por última vez en junio de 1990. Tiene una longitud total de 13,73 metros y un diámetro máximo de 4,15 metros. Tiene cinco hornos de fundición, uno de los cuales es pequeño y fácil de mover. Todos los hornos pueden funcionar automáticamente y realizar varios experimentos al mismo tiempo. Cada horno está equipado con una computadora para controlar el proceso de crecimiento de los cristales. Los hornos de fundición pueden proporcionar buenas condiciones para una gran cantidad de experimentos. La temperatura máxima en estos hornos puede alcanzar los 2000°C, por lo que las perspectivas de las cámaras de cristal son muy prometedoras. Se informa que en los primeros siete meses después de que se ensamblara la cápsula espacial Crystal en la estación espacial, se produjeron materiales semiconductores espaciales por valor de 654,38 mil millones de dólares. Hasta el momento, el módulo de teleobservación de la Tierra y el módulo de vigilancia del medio ambiente terrestre no se han lanzado ni ensamblado. Sin embargo, el complejo de la estación espacial "Paz", que consta de cinco módulos, es capaz de realizar investigaciones astrofísicas y producir pequeñas cantidades de proteínas y cristales.
Durante el servicio, el conjunto de la estación espacial no solo puede cambiar el número de módulos, sino también la configuración general. La cabina del módulo especial también puede realizar vuelos de maniobras y realizar tareas de forma independiente. Actualmente, el puerto de atraque ocupado por el carguero Progress se utilizará para atracar con un gran módulo de atraque que no regresa, y el carguero Progress atracará con otro puerto de atraque que no devuelve un gran módulo de atraque.
Los instrumentos y equipos científicos se colocan en la cabina central, es decir, la cabina principal y otras cabinas, y se habilitan ubicaciones especiales. Los instrumentos y equipos pueden instalarse dentro de la cabina o fuera de la estación espacial. En algunos casos, el tamaño del dispositivo está limitado principalmente por la nave espacial de transporte y su ubicación.
La cámara de obturación de la estación espacial permite a los astronautas cuidar los instrumentos que trabajan en el espacio abierto sin salir de la estación espacial. Los instrumentos y equipos fuera del complejo se fijan con sujetadores mecánicos. Los datos del proceso de trabajo y los resultados experimentales del instrumento se registran mediante el registrador automático, que forma parte del instrumento. La información de los datos puede transmitirse directamente a la estación de seguimiento terrestre mediante el equipo de telemetría de la estación.
La devolución de los equipos que transportan los resultados de las investigaciones científicas se realizará mediante naves espaciales tripuladas. Desde la recuperación del embalaje de los instrumentos hasta el aterrizaje de la nave espacial, normalmente no se necesitan más de dos días y dos noches. El tamaño del equipo devuelto al suelo no excederá los 450×240×160 mm.
El aire en la estación espacial "Mir" es similar a la atmósfera de la Tierra; la temperatura se mantiene en unos 20 grados centígrados durante todo el año, y es como la primavera durante todo el año. Si no salen al espacio abierto, los astronautas pueden vivir y trabajar sin traje espacial. Dado que la estación espacial está alejada de la Tierra y realiza tareas de observación del cielo y medición de la Tierra, su tripulación puede encontrarse con diversos peligros en cualquier momento. Por ello, se ha estacionado una nave espacial Soyuz TM en la estación espacial para participar en el trabajo. del complejo y está listo para realizar misiones de rescate en cualquier momento.
Nave espacial Soyuz TM
La Soyuz, la nave espacial más utilizada hasta la fecha, ha entrado en su cuarta década. Karolev, el diseñador jefe de la Soyuz, diseñó varios tipos para ella: uno es de tres cabinas que opera en la órbita terrestre; otro es una sonda de dos cabinas con correa que se utiliza para verificar la tecnología de vuelo lunar y la otra es una sonda de dos cabinas con correa que se utiliza para verificar la tecnología de vuelo lunar. Tipo de alunizaje. La nave espacial Soyuz utilizada en órbita terrestre se ha desarrollado en tres generaciones: la primera generación se llama Soyuz, la segunda generación se llama Soyuz T y la tercera generación se llama Soyuz TM. Soyuz fue diseñada inicialmente para realizar misiones de un solo hombre y tres personas en órbita terrestre baja, con tiempos de vuelo que duraban dos semanas y media. "Soyuz 10" y "Soyuz 11" se utilizaron como transbordadores en el saludo a la estación espacial.
Después del accidente del aterrizaje de la Soyuz 11, la ex Unión Soviética rediseñó la Soyuz para convertirla en un ferry de pasajeros para una estación espacial de dos asientos que solo podía volar de forma independiente durante dos días y medio, la Soyuz T. Desde abril de 1967, la ex Unión Soviética lanzó un total de 40 naves espaciales Soyuz de primera generación y 15 naves espaciales Soyuz T de segunda generación. La nave espacial Soyuz TM de tercera generación se diferencia de la nave espacial Soyuz T en que está equipada con una nueva generación de radares de encuentro y acoplamiento, computadoras, comunicaciones por radio, rescate de emergencia, unidades de motores combinados y paracaídas, y está hecha de materiales livianos para mayor portabilidad. Carga de 200 kg. El 21 de mayo de 1986 se lanzó por primera vez la Soyuz TM de tercera generación y el día 23 se acopló con éxito a la estación espacial Mir. Hasta el momento, la nave espacial Soyuz TM, especialmente diseñada para el transporte de pasajeros entre la Tierra y la estación espacial, ha sido lanzada más de diez veces, todas con éxito.
La nave espacial Soyuz "Soyuz" es una nave espacial de pasajeros que viaja entre la tierra y la estación espacial. Consta de un módulo orbital aproximadamente esférico, un módulo de retorno en forma de campana y un módulo de equipamiento cilíndrico. Antes de regresar a la atmósfera terrestre, abandonó el módulo orbital y el módulo de equipamiento, y sólo el módulo de retorno regresó a la Tierra. Los astronautas se sientan en la cápsula de retorno desde el momento en que la nave espacial despega hasta que entra en órbita y regresa. El volumen interno de la cápsula de retorno es de 4 metros cúbicos. Los tres asientos originales podían acomodar a tres astronautas, que luego se cambiaron a dos asientos para acomodar a dos astronautas. Hay instrumentos, instrumentos de navegación e interruptores de control de cada sistema en la cabina para mostrar el estado de funcionamiento de cada sistema y equipo. Tiene un escudo térmico en la parte inferior que alberga cuatro cohetes de aterrizaje acolchados con propulsor sólido. Una vez que la nave espacial entra en órbita, los astronautas pueden ingresar al módulo orbital para trabajar o descansar. ¿Módulo orbital volumen 4? 9 metros cúbicos, incluidos sistemas de encuentro y atraque, cámaras de televisión, equipos de actividades extravehiculares, suministros para astronautas y algunas comunicaciones. El compartimento de equipamiento está dividido en una cabina delantera y una cabina trasera. La cabina delantera es la cabina de instrumentos, que contiene sistemas de telemetría, equipos principales de comunicación y varios sensores. El compartimento trasero es el compartimento del motor. El sistema de antena está instalado fuera del compartimiento del equipo.
Además del radiador de 8 metros cuadrados, la superficie exterior de Soyuz TM está protegida por un escudo térmico. La mayor parte del sistema de soporte vital está empaquetado en el módulo orbital, una pequeña parte está en el módulo de retorno y la parte independiente está colocada debajo del sillón reclinable. Los cilindros de oxígeno se utilizan en emergencias. La gestión de residuos y el catering se llevan a cabo en el módulo orbital. La cápsula de regreso tiene suficiente comida y agua para un aterrizaje de emergencia de 48 horas. En comparación con las naves espaciales de carga, la nave espacial tripulada Soyuz es cara porque sus sistemas de soporte vital, protección térmica, controles y otros componentes relacionados ocupan una parte importante de la carga útil.
La nave de carga "Progress"
La nave espacial de carga "Progress" fue una modificación de la nave espacial tripulada "Soyuz". Además de los componentes necesarios para la nave espacial tripulada, también es. Equipado con sistema de control automático. La cápsula de aterrizaje y retorno fue reemplazada por contenedores de propulsor y oxidante; el espacio originalmente utilizado para que los astronautas trabajaran y descansaran se convirtió en el compartimento de carga de la nave espacial Progress. El carguero "Progress" pesaba 7 toneladas cuando fue botado, con una carga útil de 2,5 toneladas, aproximadamente el 36% de su propio peso, y la eficiencia es bastante alta.
El carguero Progress transporta el combustible, aire comprimido, alimentos, agua, regeneradores de aire, ropa y paquetes de correo que necesitan, además de equipos, instrumentos y dispositivos de repuesto necesarios para experimentos, así como fotografía ordinaria. y películas cinematográficas. Las películas no pueden almacenarse en la estación espacial durante largos periodos de tiempo debido a la radiación cósmica.
La nave espacial de carga Progress también ayuda a transportar cosas que los astronautas ya no necesitan en la estación espacial. Aunque las esclusas de aire pueden arrojar desechos y basura, contaminan el espacio y pierden aire. Además, la esclusa de aire no puede descartar ningún objeto voluminoso, por lo que los astronautas utilizaron el carguero Progress para deshacerse de su basura.
La nave espacial de carga "Progress" atraca en la estación espacial y descarga su carga. Después de cargar la basura, se desacoplará, arrancará el motor de desaceleración, abandonará la órbita terrestre y volará hacia la Tierra. Debido a que el carguero no tiene medidas de protección contra el calor, se quemará por completo inmediatamente después de ingresar a la densa atmósfera terrestre. Si queda algún residuo, normalmente salpicará al océano.
Vehículo de lanzamiento Soyuz
El vehículo de lanzamiento Soyuz es un cohete de tres etapas. La primera etapa consta de cuatro cohetes sujetos al exterior de la parte inferior de la segunda etapa. Por tanto, el vehículo de lanzamiento Soyuz consta de seis motores de cohetes conectados en serie y en paralelo. La nave espacial lanzada está fijada en la tercera etapa del cohete, con un carenado en el exterior, y un cohete de emergencia para salvar vidas está fijado en el extremo frontal del carenado. La longitud combinada del vehículo de lanzamiento y la nave espacial es de 48,8 metros y el diámetro máximo del fondo es de 10,3 metros. La función del vehículo de lanzamiento Soyuz en el sistema aeroespacial es lanzar la nave espacial de pasajeros Soyuz TM y la nave espacial de carga Progress a la estación espacial. ¿Puede la carga útil del cohete enviar una nave espacial de 6.900 kilogramos con una inclinación de 50°? Órbita elíptica terrestre baja, apogeo 450 kilómetros, perigeo 200 kilómetros, 5 grados. El combustible de motor es una mezcla de propulsores con puntos de ebullición altos y bajos. El diseño del vehículo de lanzamiento Soyuz ha demostrado ser un gran éxito, con una excelente confiabilidad y viabilidad a largo plazo, y se ha producido y utilizado durante más de 40 años. Su calidad es comparable a la del avión DC-3 y a los productos de la famosa empresa alemana Volkswagen, que se fabrican continuamente desde hace 25 años. El número de vehículos de lanzamiento Soyuz es equivalente al número de lanzamientos combinados de los transbordadores espaciales Mercury, Gemini, Apollo y Space Shuttle de Estados Unidos. En promedio, los lanzadores Soyuz lanzan naves espaciales seis veces al año. Debido al uso a largo plazo, los vehículos de lanzamiento tienen las ventajas de grandes lotes de producción, tecnología estable y bajo costo.
Vehículo de lanzamiento de protones
Los vehículos de lanzamiento de protones se presentan en dos formas.
Uno es un cohete con motor de tres etapas en serie paralela; el otro es un cohete mejorado de cuatro etapas. El vehículo de lanzamiento Proton es un módulo dedicado utilizado por el sistema espacial para lanzar las estaciones espaciales Salyut, Peace y Peace.
El cohete Proton de tres etapas, excluyendo la carga útil, tiene una longitud total de 44,3 metros y puede entregar una carga útil de 21 toneladas a una órbita circular terrestre baja con una inclinación de 51,6 grados y una altura de 200 kilómetros. El cohete Proton de cuatro etapas puede transportar una carga útil de 2.200 kg a cualquier posición de la órbita geoestacionaria; una carga útil de 5.700 kg a la Luna; una carga útil de 5.300 kg a Marte; Todo el combustible para motores de cohetes es una mezcla de propulsores. En el sistema aeroespacial de la antigua Unión Soviética, todos los elementos eran muy armoniosos, se utilizaban correctamente y cada uno mostraba sus capacidades. Aunque el sistema de lanzamiento desechable se utiliza como medio de transporte entre el espacio y la Tierra, su costo es menor que el de un transbordador espacial reutilizable debido a su gran lote de producción, tecnología estable y buena confiabilidad.
El funcionamiento a largo plazo de este sistema espacial ha aportado enormes beneficios a la investigación científica espacial. Por ejemplo, los astronautas de la ex Unión Soviética han completado más de 500 experimentos de procesamiento de materiales espaciales y formación de aleaciones, algunos de los cuales se han producido en pequeños lotes en forma de talleres espaciales. Los productos espaciales funcionan mejor que los productos terrestres y, a menudo, tienen mayor pureza e identidad. Todos estos proyectos exitosos, cuando se convierten en producción de fábricas espaciales a gran escala, pueden provocar enormes cambios en la industria. Al mismo tiempo, los astronautas han trabajado en la estación espacial durante mucho tiempo, han acumulado una rica experiencia y constantemente establecen récords de estancias prolongadas en el espacio, lo que presagia un gran progreso en la investigación de las ciencias de la vida espacial.