Космический аппарат

Космический аппарат (КА) в общее название технических устройств, используемых для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты.

Космический аппарат, одной из основных задач которого является транспортировка людей или оборудования в верхней части земной атмосферы в так называемом, ближнем космосе, называют космическим кораблём (КК) или космическим летательным аппаратом (КЛА)^[1]^[2].

Космический летательный аппарат

Области использования космических аппаратов обуславливают их разделение по следующим группам:

суборбитальные;
околоземные орбитальные, движущиеся по геоцентрическим орбитам искусственных спутников Земли;
межпланетные (экспедиционные);
напланетные.

Принято различать автоматические спутники (ИСЗ) Земли и пилотируемые космические аппараты. К пилотируемым космическим аппаратам, в частности относят все виды пилотируемых космических кораблей (КК) и орбитальных космических станций (ОС). (Несмотря на то, что современные орбитальные станции совершают свой полёт в области ближнего космоса, и формально могут называться «Космическими летательными аппаратами», в сложившейся традиции, их называют «Космическими аппаратами».)

Название «Космический летательный аппарат» иногда также используется для обозначения активных (то есть маневрирующих) ИСЗ, с целью подчёркивания их отличий от пассивных спутников. В большинстве же случаев значения терминов «Космический летательный аппарат» и «Космический аппарат» синонимичны и взаимозаменяемы.

В активно исследуемых в последнее время проектах создания орбитально-гиперзвуковых летательных аппаратов как частей авиационно-космических систем (АКС) часто используют ещё названия воздушно-космический аппарат (ВКА), обозначая космопланы и космолёты АКС, предназначенные для выполнения управляемого полёта, как в безвоздушном космическом пространстве, так и в плотной атмосфере Земли.

В то время как стран, имеющих ИСЗ в несколько десятков, наиболее сложные технологии автоматических возвращаемых и межпланетных КА освоили всего несколько стран в СССР/Россия, США, Китай, Япония, Индия, Европа/ESA. Пилотируемые КК имеют только первые три из них (кроме того, Япония и Европа имеют КА, посещаемые людьми на орбите, в виде модулей и грузовиков МКС). Также только первые три из них имеют технологии перехвата ИСЗ на орбите (хотя Япония и Европа близки к ней ввиду проведения стыковок).

В 2005 году состоялось 55 запусков космических аппаратов (самих аппаратов было больше, так как за один запуск может выводиться несколько аппаратов). На долю России пришлось 26 запусков. Число коммерческих запусков составило 18.

Космический аппарат

[править] Классификация

По режиму работы различают следующие типы космических аппаратов^[3]:

искусственные спутники Земли в общее название всех аппаратов находящихся на геоцентрической орбите, то есть вращающихся вокруг Земли
автоматические межпланетные станции (космические зонды) в аппараты, осуществляющие перелёт между Землёй и другими космическими телами Солнечной системы; при этом они могут, как выходить на орбиту вокруг изучаемого тела, так и исследовать их с пролётных траекторий, некоторые аппараты после этого направляются за пределы Солнечной системы
космические корабли, автоматические или пилотируемые в используются для доставки грузов и человека на орбиту Земли; существуют планы полётов на орбиты других планет
орбитальные станции в аппараты предназначенные для долговременного пребывания и работы людей на орбите Земли
спускаемые аппараты в используются для доставки людей и материалов с орбиты вокруг планеты или межпланетной траектории на поверхность планеты
планетоходы в автоматические лабораторные комплексы или транспортные средства, для перемещения по поверхности планеты и другого небесного тела

По наличию функции возвращения:

Возвращаемые в предусматривают возвращения людей и материалов на Землю, осуществляя мягкую либо жёсткую посадку
Невозвращаемые в при выработке ресурса обычно сходят с орбиты и сгорают в атмосфере

По выполняемым функциям выделяют следующие классы^[4]:

метеорологические
навигационные
спутники связи, телевещания, телекоммуникационные спутники
научно-исследовательские
разведывательные и военные спутники
другие

Многие космические аппараты выполняют сразу несколько функций.

Также по массовым характеристикам:

фемто- в до 100 г
пико- в до 1 кг
нано- в 1-10 кг
микро- в 10-100 кг
мини- в 100в500 кг
малые в 500в1000 кг
большие в более 1000 кг^{[источник не указан 829 дней]}

Пилотируемый космический аппарат, космический корабль Союз, с членами экипажа МКС на борту
Автоматическая обсерватория «Хаббл» на орбите вокруг Земли
Автоматический космический аппарат «Кассини-Гюйгенс», исследующий планету Сатурн, кольца и его спутники
(рисунок художника)
Шаттл «Дискавери», сфотографированный с Международной космической станции.

[править] Особенности полёта

В общем случае, в полёте космического аппарата выделяются участок выведения, участок орбитального полёта и участок посадки. На участке выведения космический аппарат должен приобрести необходимую космическую скорость в заданном направлении. Орбитальный участок характеризуется инерциальным движением аппарата в соответствии с законами небесной механики. Посадочный участок призван погасить скорость возвращающегося аппарата до допустимой посадочной скорости.

[править] Бортовые системы

Необходимость длительного функционирования в условиях космического пространства и выполнения целевых задач обусловили развитие следующих основных систем космических аппаратов: системы энергообеспечения, системы терморегуляции, системы радиационной защиты, системы космической связи, системы управления движением и т. п. Для пилотируемых космических аппаратов характерно также наличие развитой системы жизнеобеспечения.

Отдельный комплекс проблем возникает при возвращении космических аппаратов на Землю или выполнении посадки на поверхность других небесных тел. В частности, это обуславливает разработку сложных систем обеспечения спуска и посадки.

Ещё один класс задач, часто решаемых разработчиками космических аппаратов, это обеспечение их стыковки с другими искусственными объектами. Выполнение этих задач предполагает наличие систем сближения и стыковки.

[править] Система электроснабжения

Для снабжения бортовых систем электроэнергией используются: солнечные батареи, топливные элементы, радиоизотопные батареи, ядерные реакторы, химические аккумуляторы.

[править] Система связи

См. также: Система передачи информации космического аппарата

В основном используется связь с помощью радиоволн. При большом удалении КА от Земли требуются остронаправленные антенны.

[править] Система жизнеобеспечения

Необходима только для пилотируемых КА. Включает запасы необходимых веществ, а также системы регенерации и утилизации.

[править] Система ориентации

Включает устройства определения текущей ориентации КА (солнечный датчик, звёздные датчики и т. п.) и исполнительные органы (двигатели ориентации и силовые гироскопы).

[править] Двигательная установка

Основная статья: Двигательная установка космического аппарата

Позволяет менять скорость и направление движения КА. Обычно используется химический ракетный двигатель, но это могут быть и электрические, ядерные и другие двигатели; может применяться также солнечный парус.

[править] Космические корабли в фантастике

Освоение космического пространства является одним из главных сюжетов научной фантастики. Аппараты для перемещения внутри звёздной системы, в частности между планетами, называются у некоторых авторов планетолётами. Как правило, принципом их действия является (как и у современных КА) реактивная тяга. Иногда такие корабли называются просто ракетами.

Для перемещений на межзвёздные расстояния служат звездолёты. Современная технология не позволяет создавать аппараты для межзвёздных перемещений, обладающие приемлемой скоростью. В звездолётах наиболее часто используются гипердвигатели (для перемещения в подпространстве). Наиболее яркий пример таких зведолётов есть в фильме «Звездные врата» и сериале «Звёздные врата SG-1». К примеру земные корабли класа «F-303» «Дедал» .

[править] См. также

[править] Примечания

в‘ Космический корабль в статья из Большой советской энциклопедии
в‘ Космический летательный аппарат в статья из Большой советской энциклопедии
в‘ Классификация космических аппаратов
в‘ Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов: Учебник для вузов. в М.: Машиностроение, 2003. в 272 с. в ISBN 5-217-01301-X

[править] Ссылки

[SpaceShip-0] в‘ Космический корабль в статья из Большой советской энциклопедии

[SpaceShip2-1] в‘ Космический летательный аппарат в статья из Большой советской энциклопедии

[2] в‘ Классификация космических аппаратов

[3] в‘ Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов: Учебник для вузов. в М.: Машиностроение, 2003. в 272 с. в ISBN 5-217-01301-X

[1]

[2]

[3]

[4]

Небесная механика
Законы и задачи	Законы Ньютона \| Закон всемирного тяготения \| Законы Кеплера \| Задача двух тел \| Задача трёх тел \| Гравитационная задача N тел \| Задача Бертрана \| Уравнение Кеплера
Небесная сфера	Система небесных координат: галактическая горизонтальная первая экваториальная вторая экваториальная эклиптическая \| Международная небесная система координат \| Сферическая система координат \| Ось мира \| Небесный экватор \| Прямое восхождение \| Склонение \| Эклиптика \| Равноденствие \| Солнцестояние \| Фундаментальная плоскость
Параметры орбит	Кеплеровы элементы орбиты: эксцентриситет большая полуось средняя аномалия долгота восходящего узла аргумент перицентра \| Апоцентр и перицентр \| Орбитальная скорость \| Узел орбиты \| Эпоха
Движение небесных тел	Движение Солнца и планет по небесной сфере \| Эфемериды \| Конфигурации планет: противостояние квадратура парад планет\| Кульминация \| Сидерический период \| Орбитальный резонанс \| Период вращения \| Предварение равноденствий \| Синодический период \| Сближение \| Затмение: солнечное затмение лунное затмение сарос Метонов цикл \| Покрытие \| Прохождение \| Либрация \| Элонгация \| Эффект Козаи \| Эффект Ярковского \| Эффект Джанибекова
Астродинамика
Космический полёт	Космическая скорость: первая (круговая) вторая (параболическая) третья четвёртая \| Формула Циолковского \| Гравитационный манёвр \| Гомановская траектория \| Метод оскулирующих элементов \| Приливное ускорение\| Изменение наклонения орбиты \| Стыковка \| Точки Лагранжа \| Эффект «Пионера»
Орбиты КА	Геостационарная орбита \| Гелиоцентрическая орбита \| Геосинхронная орбита \| Геоцентрическая орбита \| Геопереходная орбита \| Низкая опорная орбита \| Полярная орбита \| Тундра-орбита \| Солнечно-синхронная орбита \| Молния-орбита \| Оскулирующая орбита

Космический аппарат

Содержание

[править] Классификация

[править] Особенности полёта

[править] Бортовые системы

[править] Система электроснабжения

[править] Система связи

[править] Система жизнеобеспечения

[править] Система ориентации

[править] Двигательная установка

[править] Космические корабли в фантастике

[править] См. также

[править] Примечания

[править] Ссылки

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках