Pravděpodobně mnozí z nás se v dětství dívali na hvězdnou oblohu, zvláště za teplých srpnových nocí. Tajemný černý prostor vždy vzbuzoval zájem lidí. My, stejně jako naši předkové, se snažíme pochopit, co v sobě tento neznámý svět skrývá? Na tyto a mnohé další otázky, které děti velmi často kladou rodičům, je někdy těžké odpovědět. Co je prostor pro nás dospělé? Co o něm víme?
Řád a harmonie
Z vysvětlujících slovníků můžete zjistit, že slovo „kosmos“ přeložené z řečtiny znamená „harmonie“, „pořádek“. toto slovo znamenalo celý Vesmír, pokládaný za uspořádaný systém, který se na rozdíl od nepořádku a chaosu vyznačoval harmonií. Bývaly doby, kdy vědci do tohoto konceptu zahrnuli celou přírodu Země, vše, co se na ní děje. To také zahrnovalo nebeská tělesa, planety, hvězdy a galaxie. Je známo titánské dílo zvané „Kosmos“. Autor Alexander Humboldt zahrnul do svých pěti svazků všechny tehdy známé informace o přírodě. To znamená, že všechno bylo o vesmíru.
Vesmír
Co je dnes vesmír? Tento pojem má možná svůj pravý význam a znamená „vesmír“. Vesmír koneckonců zahrnuje hvězdy, komety, nejrůznější vesmírná tělesa, stejně jako všechno.A tyto složky jsou vzájemně propojeny. Existují, dodržují zákony, které znají jen oni, a člověk se vždy snažil tyto zákony rozluštit. Pokusy pochopit, co je prostor, pravděpodobně nikdy nepřestanou. Tato hádanka vzrušuje mysl lidí.
Blízký a hluboký vesmír
Obvykle je celý prostor vesmíru rozdělen na vzdálený a blízký prostor (prostor blízko Země). Území, které se nachází přímo v blízkosti naší planety, je aktivně studováno pomocí satelitů. Jedná se o speciální vozidla, která umožňují člověku aktivně se podílet na průzkumu vesmíru. Velký počet satelitů nezávisle prozkoumává blízkozemský prostor.
Hluboký vesmír je pro lidi nepřístupný. Ale doufejme, že je to jen dočasné. Toto území bude také jednou obsazeno lidmi.
mléčná dráha
Vědci se domnívají, že vesmír se skládá z velkého počtu galaxií. Slovo „galaxie“ pochází z řeckého „galaktikos“ a znamená „mléčný“. Proto se ten náš, ve kterém se nachází Země, sluneční soustava a všechny viditelné hvězdy, jmenuje „Mléčná dráha“.
Každá galaxie má svou vlastní specifickou strukturu a ty se zase skládají z různých hvězdných systémů. Naše sluneční soustava je hlavní hvězdou, Sluncem a planetami, které kolem ní obíhají. Je zde také přítomen nejrůznější kosmický prach. Magnetické pole umožňuje, aby se to všechno spojilo a obíhalo kolem Slunce. Každá planeta má svou vlastní dráhu nebo oběžnou dráhu. Mnoho z nich má své vlastní přirozené satelity obíhající kolem nich.
Při přemýšlení o tom, co je prostor, vždy dojdeme k závěru: je tak tajemný a tajemný, že o něm můžeme mluvit donekonečna. Každý je jedinečný a může se stát tématem k diskusi. A člověk bude zkoumat celý tento neomezený prostor, dokud sám existuje a je jeho malou součástí.
VNĚJŠÍ PROSTOR, prostor (z řeckého ϰόσμος - uspořádanost, krása; vesmír včetně Země; zřídka - nebeská klenba; v sovětské terminologii synonymum pro anglické kosmický prostor - mimoplanetární prostor), prostor rozprostírající se převážně mimo zemský prostor. atmosféra. Zahrnuje blízkozemní, meziplanetární, mezihvězdný a mezigalaktický prostor. Nejvíce prozkoumaným a nejrozvinutějším prostorem je vesmír blízko Země.
Blízkozemský prostor je omezen gravitační sférou, ve které je rozhodující vliv gravitačního pole Země na let kosmické lodi ve srovnání s vlivem gravitačních polí Slunce a planet. Letové podmínky v blízkozemském prostoru jsou dány především charakteristikami horních vrstev zemské atmosféry a různých polí (gravitační, magnetické a elektrické), radiačními podmínkami a možností setkání s tělesy meteoritů. Blízkozemský prostor se podle fyzikálních podmínek dělí na povrchový (75-150 km), blízký (150-2000 km), střední (2-50 tisíc km) a hluboký (přes 50 tisíc km) prostor. Povrchový prostor se nachází pod přirozenými radiačními pásy Země a vyznačuje se poměrně vysokou hustotou atmosféry, která jen díky setrvačným silám téměř znemožňuje dlouhodobý orbitální let a vyžaduje i výraznou tepelnou ochranu kosmické lodi. Zároveň zde lze využít aerodynamický vztlak (například pro manévrování). Blízký vesmír má nízkou hustotu atmosféry, což umožňuje kosmické lodi existovat několik hodin až několik let. Zde se nacházejí spodní oblasti vnitřního radiačního pásu Země. Ve výškách 500-1000 km je let kosmické lodi nejméně náchylný na vnější poruchy. Střední prostor se vyznačuje velmi nízkou hustotou prostředí, která určuje dobu trvání inerciálního letu kosmické lodi od jednoho roku až po stovky let. Obsahuje téměř všechny oblasti radiačních pásů Země. Ve středním vesmíru je možné vytvářet skupiny kosmických lodí, které jsou nehybné vzhledem k zemskému povrchu. Hluboký vesmír je nyní prakticky neprozkoumaný. Zde jsou oběžné dráhy Měsíce, librační body v systému Země-Měsíc, ve kterých nedochází k žádným gravitačním poruchám Slunce, planet a Měsíce, což umožňuje jejich využití pro vytváření vesmírných systémů dlouhodobé existence a vědeckého výzkumu. výzkum.
Vesmír je aktivně využíván k různým účelům k podpoře lidského života. Vznikly a fungují zde vesmírné komunikační a reléové systémy, navigační, meteorologická a topografická podpora, průzkum přírodních zdrojů Země a nepřetržité sledování jejich stavu, výzkum Země a její atmosféry. V budoucnu se plánuje nasazení výroby energetických zdrojů, surovin a nových (ultračistých) materiálů do vesmíru. Od počátku svého průzkumu byl vesmír předními mocnostmi světa považován za potenciální dějiště operací, což je způsobeno možností implementace globálních navigačních a komunikačních systémů, rychle získávajících globální průzkumné, topografické, geodetické, meteorologické a jiná informace; státní extrateritorialita, která umožňuje přijímat zpravodajské informace v době míru po celém světě, aniž by byla narušena suverenita států; schopnost přiblížit vesmírné útočné a obranné systémy co nejblíže nepříteli a ovlivnit jeho cíle v jakémkoli dějišti operací, stejně jako používat zbraně založené na nových fyzikálních principech. Od poloviny 80. let začaly výzkumné a další přípravné práce na realizaci Strategické obranné iniciativy USA (která počítala s vytvořením vesmírných protiraketových zbraní, včetně orbitálních), v důsledku čehož v hod. koncem roku 2001 bylo rozhodnuto o vytvoření národního systému protiraketové obrany a v roce 2002 o odstoupení USA od Smlouvy o omezení systémů protiraketové obrany z roku 1972. Ruská federace se podle přijaté vojenské doktríny staví proti tzv. militarizace kosmického prostoru, ale zároveň na základě principu souladu úrovně technického vybavení ozbrojených sil s potřebami zajištění vojenské bezpečnosti vznikly v Rusku (2001) Vesmírné síly.
Mezinárodní právní režim vesmíru je určen mezinárodním vesmírným právem. Národní program kosmického výzkumu je ve vnitřní kompetenci každého státu, řídí se pravidly jeho vnitrostátního práva. Průzkum a využívání kosmického prostoru v Rusku se provádí v souladu se zákonem Ruské federace „O kosmických aktivitách“ (1993), který stanoví právní a organizační rámec pro kosmické aktivity při řešení socioekonomických, vědeckých, technických a problémy s obranou.
Lit.: Burdakov V.P., Siegel F.Yu. Fyzikální základy kosmonautiky. Fyzika vesmíru. M., 1975; Avdeev Yu.F. Vesmír, balistika, člověk M., 1978; Prostor a právo. M., 1980.
Co je planeta Venuše, uzavřená před pozorovateli na Zemi hustou atmosférou? Jak vypadá povrch Marsu a jaké je složení atmosféry Marsu? Teleskopy na tyto otázky nedokázaly odpovědět. Vše se ale změnilo s příchodem radaru.
Ukázalo se, že rádiové vlny vysílané radary ze Země se od kosmických těles odrážejí stejně jako a z pozemských předmětů. Odesláním rádiových signálů do konkrétního astronomického tělesa a analýzou signálů od něj odražených můžete získat informace o vesmírném objektu.
Tak se objevila radarová radioastronomie, která pomocí rádiových signálů zkoumala planety a jejich satelity, komety, asteroidy a dokonce i sluneční korónu.
Blízký a hluboký vesmír
Často se rozlišuje blízký a vzdálený prostor. Hranice mezi nimi je velmi libovolná.
Blízký vesmír je vesmír zkoumaný kosmickými loděmi a meziplanetárními stanicemi a vzdálený vesmír je prostor mimo sluneční soustavu. I když jasná hranice mezi nimi nebyla stanovena.
Předpokládá se, že blízký vesmír se nachází nad atmosférickou vrstvou Země, rotuje s ní a nazývá se blízkozemský prostor. V blízkém vesmíru již není atmosféra, ale všechny objekty v ní umístěné jsou stále ovlivněny gravitačním polem naší planety. A čím dále od Země, tím menší je tento vliv.
Objekty hlubokého vesmíru – hvězdy, galaxie, mlhoviny, černé díry umístěné mimo Sluneční soustavu.
Blízký vesmír obývají planety sluneční soustavy, satelity, asteroidy, komety a Slunce. Podle kosmických konceptů je vzdálenost mezi nimi a Zemí považována za malou. Proto je lze studovat pomocí radarů umístěných na Zemi. Jedná se o speciální výkonné radary tzv planetární radary.
Radarový průzkum blízkého vesmíru
Centrum pro komunikaci v hlubokém vesmíru v Evpatoria
Vesmírné radary fungují na stejném fyzikálním principu jako konvenční pozemní radary sloužící lodím a letadlům. Rádiové vysílací zařízení planetárního radaru generuje rádiové vlny, které jsou nasměrovány na zkoumaný vesmírný objekt. Odražené echo signály jsou zachycovány přijímacím zařízením.
Ale kvůli obrovské vzdálenosti se rádiový signál odražený od vesmírného tělesa stává mnohem slabší. Proto mají vysílače na planetárních radarech velmi vysoký výkon, antény jsou velké a přijímače velmi citlivé. Například průměr zrcadla rádiové antény v Centru pro komunikaci v hlubokém vesmíru poblíž Evpatoria je 70 m.
První planetou, která byla prozkoumána pomocí radaru, byl Měsíc. Mimochodem, myšlenka poslat rádiový signál na Měsíc a poté přijmout jeho odraz vznikla již v roce 1928 a byla předložena ruskými vědci Leonidem Isaakovičem Mandelstamem a Nikolajem Dmitrievichem Papaleksi. Ten ale v té době nebylo technicky možné realizovat.
Leonid Isaakovič Mandelstam
Nikolaj Dmitrijevič Papaleksi
To provedli v roce 1946 američtí a maďarští vědci nezávisle na sobě. Rádiový signál vyslaný výkonným radarem směrem k Měsíci se odrazil od jeho povrchu a po 2,5 sekundách se vrátil na Zemi. Tento experiment nám umožnil vypočítat přesnou vzdálenost k Měsíci. Ale zároveň z obrázku odražených vln bylo možné určit reliéf jeho povrchu.
V roce 1959 byly přijaty první signály odražené od sluneční koróny. V roce 1961 šel radarový signál směrem k Venuši. Vysoce pronikavé rádiové vlny pronikly jeho hustou atmosférou a umožnily „vidět“ jeho povrch.
Poté začal průzkum Merkuru, Marsu, Jupiteru a Saturnu. Radar pomáhal určovat velikosti planet, parametry jejich drah, průměry a rychlost jejich rotace kolem Slunce a také studovat jejich povrchy. Pomocí radaru byly stanoveny přesné rozměry sluneční soustavy.
Rádiové signály se odrážejí nejen od povrchů nebeských těles, ale také od ionizovaných stop meteorických částic v zemské atmosféře. Nejčastěji se tyto stopy objevují ve výšce kolem 100 km. A přestože existují od 1 do několika sekund, stačí to k použití odražených pulzů k určení velikosti samotných částic, jejich rychlosti a směru.
Palubní radary na řízených vesmírných objektech
Malá kosmická loď (SSV) "Condor-E" s radarem
Jak známo, od vypuštění první družice uplynulo šest desetiletí. V tuto chvíli vědci docházejí k závěru, že je levnější a bezpečnější zkoumat spíše stratosféru než vesmír.
Dnes na oběžné dráze létají tisíce zařízení, jako jsou komunikační satelity, vesmírné observatoře, sondy pro různé účely a další. Vesmírný sektor dělá na první pohled velké pokroky, ale vše není tak jednoduché, jak tvrdí novinář Igor Tirsky.
Existují vyhlídky na průzkum vesmíru?
O vesmírnou tematiku se v poslední době začali zajímat podnikatelé, kteří objevili možnost soukromého průzkumu vesmíru, kolonizace Marsu a Měsíce a zpracování asteroidů. V blízké budoucnosti budou moci podnikatelé poskytnout všem dobrovolníkům nabídky na provedení suborbitálních letů ve výšce přibližně 100 km. nad planetou, a to je téměř vesmír.
O vesmír se tak začali zajímat i lidé, kteří k tomu mají velmi daleko, jako Elon Musk, Richard Branson, Paul Allen, Vladislav Filev a Jeff Bezos, což jsou podnikatelé ze Západu.
Do budoucna se očekává určitý rozmach vesmírné turistiky, vypuštění tisíců satelitů na oběžnou dráhu za účelem distribuce internetového připojení, dále výstavba základen na Marsu a Měsíci v čele se soukromými společnostmi a pohyb milionů turistů na nová místa.
To není vtip, protože takové úvahy jsou součástí skutečných plánů podnikatelů v oblasti soukromého prostoru. Například Elon Musk, který je šéfem SpaceX, slibuje poslat na Mars milion lidí.
Je pravděpodobné, že v dohledné době bude blízkozemský prostor postupně obsazen lidstvem. Tam důkladně zakořeníme. Zároveň dojde k prudkému nárůstu počtu fungujících kosmických lodí na oběžné dráze Země.
Jiný scénář
Vesmír je velmi složitý a drahý a jeho studium zabere spoustu času, takže obchodní vyhlídky na jeho průzkum zajímají jen málo lidí. Veškeré služby v této oblasti jsou v tuto chvíli dostupné pouze státu a velkým soukromým organizacím, které také požívají státní podpory. I pro tyto organizace jsou investice do vesmíru vysoce rizikové. Ostatně na oběžné dráze jsou poruchy dopravních prostředků, výbuchy nosných raket atd. docela možné. Vesmírná technologie je samozřejmě pojištěna a toto pojištění může pokrýt všechny druhy výdajů, nicméně vytvoření dalšího zařízení bude vyžadovat obrovské množství času.
I v případě úspěšného vynesení zařízení na oběžnou dráhu se příspěvky takříkajíc „neobnoví“ a technologie mají tendenci zastarávat. Například existují satelity jako Iridium, které zajišťují vesmírnou komunikaci prostřednictvím satelitního telefonu kdekoli na Zemi. První hovor v tomto systému byl uskutečněn v roce 1997, ale technologie byla vytvořena před deseti lety, v roce 1987, a tehdy o celulární komunikaci vědělo jen málo lidí.
Dnes vidíme, že internet se v tomto ohledu ukázal jako jednodušší a levnější řešení. A mobilní věže se tímto způsobem staví v mnoha zemích. „LTE“ už není tak výstřední, jak bývalo. Dnes vás může více překvapit člověk se satelitním telefonem. Ukázalo se tedy, že „Iridium“ není mezi masami žádané, protože existuje mobilní komunikace a kromě toho existují satelitní služby od jiných poskytovatelů, které stojí mnohem méně než výše popsaná technologie. Iridium existují dodnes, ale nemohou obstát v konkurenci, protože ostatní poskytovatelé nabízejí stejné technologie za nižší cenu.
Podobná věc se nyní děje, jen s ohledem na World Wide Web, protože OneWeb a SpaceX hodlají vypustit tisíce umělých pozemských satelitů vybavených anténami pro distribuci internetu po celé Zemi.
Jinými slovy, každý obyvatel planety bude mít možnost využívat vysokorychlostní satelitní internet za velmi rozumnou cenu nebo zcela zdarma, což závisí na modelu monetizace. To je však důležité pro moderní lidi, protože navzdory rozvoji technologií přibližně polovina populace planety stále nemůže používat internet.
Stejná situace nastala u společnosti Motorola, když spustila Iridium. Koneckonců na konci 80. let se nám ani nesnilo o takovém rozsahu mobilních komunikací, jako je nyní, a společnost si již stanovila záměr pokrýt svou sítí celý svět. V dnešní době je mobilní komunikace dostupná i v odlehlých koutech planety, ale kvalita internetu je stále špatná, a proto se výše zmíněné společnosti chtějí s tímto problémem vypořádat.
Satelitní internet se zdá být velmi dobrou alternativou k mobilnímu nebo kabelovému připojení. Není to tak drahé, jak by se na první pohled mohlo zdát, pokud jde o jednosměrný přístup. Tady totiž stačí mít jednoduchou anténu a relativně levné zařízení pro příjem signálu. Pro odchozí kanál se zde používají technologie jako ADSL, GPRS, 3G atd. Ale v těch územích, kde není pozemní spojení, je situace složitější, takže tam je potřeba zavést spíše duplexní než simplexní (jednosměrnou) síť. Terminál v tomto případě pracuje současně v režimu vysílacího a přijímacího zařízení, tato možnost však bude dražší.
V současné době konkurují satelitní a mobilní společnosti optickému kabelu, protože tato technologie ještě není všude rozšířena. Vše však směřuje k tomu, že planeta bude obehnána kabelem a vesmírné sítě nám v tomto případě k ničemu nebudou.
Vyvstává proto otázka, jaká bude budoucí ziskovost takových komunikačních systémů, jako jsou ty, které SpaceX a OneWeb plánují implementovat.
Asi bude potřeba internetu přes satelity jen v Indii, Africe a dalších těžko dostupných místech, kde není možné položit kabel nebo postavit mnoho LTE věží. To vyvolává otázku, zda budou náklady na takové technologie přijatelné a zda úřady povolí jejich zavedení. Zdá se tedy, že satelitní internet zůstane ještě dlouho nesporný, ale situace se může hodně změnit.
Drony a stratosférické balóny – alternativa k raketám a satelitům
Satelity slouží nejen k doručování internetu, ale také k tzv. dálkovému průzkumu planety, jinými slovy k zachycení povrchu na fotografiích a přenosu dat. Nyní však můžeme vidět vývoj dronů a bezpilotních prostředků určených pro snímání. Koneckonců, jsou levné, mají schopnost být mobilní, lze je obsluhovat na zemi a lze je ovládat i ručně.
Nabízí se tedy otázka, proč potřebujeme satelit na oběžné dráze, když existují drony, které se nebojí mraků, protože pod ně mohou jednoduše sestoupit a problémy odpadnou. Rozlišení obrázku můžete také zvýšit snížením polohy. Drony jsou také schopny kroužit nad stejnou oblastí po dlouhou dobu a sbírat tam data v reálném čase. Všechny výše uvedené schopnosti jsou ve srovnání se satelitním systémem velmi levné, protože při provozu satelitního systému jsou potřeba stovky zařízení, aby bylo možné uskutečnit okružní jízdu po okolí. To vše bude stát miliardy dolarů. Podstatný rozdíl, že?
Mnoho lidí si myslí, že vesmírné observatoře nelze nahradit. Nebylo tomu tak, protože existují projekty jako „VLT“, „E-ELT“, což je obrovský dalekohled, a „SOFIA“, což je observatoř v letadle. Toto je zcela slušná alternativa, ale ne pro všechny rozsahy vlnových délek. V tomto případě pomohou stratosférické balony schopné vystoupat do výšek přibližně 40-50 km. nad zemským povrchem a nést velké náklady, například observatoř. Jako výhodu můžeme poznamenat, že nemají problémy s mikrogravitací. Při přemisťování takových zařízení nedochází k vysoké zátěži, se kterou se u nosných raket většinou počítá, zvyšuje hmotnost a výrazně omezuje možnost všemožných vylepšení. Servis takových zařízení lze provést kdykoli, dokonce i za provozu, protože k nim můžete jednoduše přiletět v jiném balónu nebo jej spustit na zem kvůli opravě.
V roce 1961 zahájili projekt stratosférické sluneční stanice se zrcadlovým dalekohledem nazvaným „Saturn“. Průměr hlavního zrcadla tam byl 50 cm.V roce 1973 byly již snímky Slunce pořízeny pomocí modernizovaného přístroje s metrovým zrcadlem z výšky 20 km. nad zemským povrchem.
Říkají, že výšky jsou od 20 do 100 km. jsou považovány za „blízký vesmír“ kvůli jejich podobnosti se skutečným prostorem. Člověk tam bez ochranného obleku už nemůže být a výhled z okna je přibližně stejný jako na oběžné dráze, jen ty satelity nevidíš a obloha je tmavě fialová a černolipová, i když na první pohled je černá v kontrastu s jasnou hvězdou a povrchem Země.
Reálný prostor je již nad 100 km. Tam je pro dostatečnou zvedací sílu potřeba mít rychlost vyšší, než je první kosmická rychlost. To už není letadlo, ale satelit. V praxi je zde rozdíl ve způsobu doručení: lety do skutečného vesmíru se provádějí na raketách a v blízkém vesmíru - na stratosférických balónech.
Strato balony jsou technologie, které všichni zapomněli ze vzdálených 30. let 20. století. Nejsou to vzducholodě naplněné vodíkem a vybuchující z jakékoli jiskry. Jsou to spíše heliové balóny, které jsou schopny vystoupat do blízkého vesmíru až na 50 km. Existují projekty launchostatů operujících ve výšce 80 km, ale správnější by bylo nazývat je suborbitálními satelity. Tyto možnosti jsou určeny pro armádu, pro civilisty nejsou modely schopné zvednout se nad 50 km. Ale také 50 km. stačí vyřešit více problémů.
Stratostaty přestaly být relevantní od počátku kosmického věku v roce 1957, tedy s vypuštěním první družice. Uplynulo však 60 let a z nějakého důvodu se na ně vzpomínalo. Jistě se o nich nyní mluví kvůli jejich levnosti ve srovnání se satelity, protože ne každá země má přístup k satelitním technologiím a plnohodnotnému vesmírnému programu a mnoho lidí má možnost studovat stratosféru. Nejde jen o levnost, ale také o vlastnosti samotných technologií, které umožňují zařízením zůstat na obloze stovky dní.
Ostatně přes den jsou stratosférické balony poháněny solárními panely a jejich výkonné baterie ukládají energii v noci, přitom jsou velmi lehké. Konstrukce zařízení je poměrně lehká a odolná. GPS jim dává možnost snadno určit svou polohu a palubní počítače jsou schopny samostatného rozhodování.
Je to právě komplex všemožných moderních technologií, který umožňuje hovořit o poptávce po stratosférických službách na trhu.
Například společnost WorldView má v plánu vypustit turisty do výšek až 45 km, pro což byla vynalezena nová gondola vybavená obrovskými okny, odkud budou moci turisté pozorovat temnotu denní oblohy a povrch země. Země, dalo by se říci, jak ji vidí astronauti.
„Blízký“ prostor je výnosnější než vzdálený prostor
V tomto případě bude v reálném prostoru ponechána pouze navigace jako GPS, GLONASS, Beidou a Galileo. Tento problém lze ale vyřešit i bez použití drahých satelitních technologií – prostřednictvím stratosférických balónů, dronů a dalších prostředků. LTE a Wi-Fi navíc v současnosti fungují jako dobrá alternativa k GPS. LBS se dobře naviguje a určuje polohu na základě mobilních věží a Wi-Fi. Jen to ztrácí přesně, protože chyba je zde desítky metrů, zatímco „GPS“ má méně než metr.
Takže „blízký vesmír“ nebo stratosféra v blízké budoucnosti dokáže zaujmout hlavní místo ve vědecké oblasti a díky svým atraktivním podmínkám překoná blízkou oběžnou dráhu Země.
Vysílejte stratosférické balony vybavené speciálním vybavením a dokonce celou laboratoř spolu s lidmi na palubě do výšek až 50 km. bude stále častější, takže to bude normální. V tomto případě ani nebude nutné poskytovat stratonautům ochranu před radiací, slunečními bouřemi, vesmírným odpadem atp. V budoucnu se dokonce můžeme přestat zaměřovat na vesmír a obrátit svou pozornost na atmosféru, protože se zdá mnohem levnější vytvářet drony a stratosférické balóny. V tomto případě ani nebude potřeba zajistit takovou ochranu a systém podpory života, jaký by byl nutný na oběžné dráze Země.
Co se týče národohospodářských úkolů, jako je komunikace, sondování, vědecké experimenty, astronomie, zde působí stratosférické balóny jako velmi silní konkurenti satelitů, protože lidé vytvoří mnohem levnější verze zařízení. Taková zařízení budou schopna činit nezávislá rozhodnutí, pokud jde o to, kam se přesunout a jak se seskupit. Ten je již vyvíjen v rámci projektu s názvem „Google Loon“, který dává možnost využívat internetové technologie těžko dostupným regionům. Takovým zařízením se také říká modely řízené neuronovou sítí. Zde také stojí za to mluvit o autonomních dronech, které mohou zůstat v atmosféře mnoho dní.
Stratostaty jsou schopny nepřetržitého pozorování stejné oblasti planety. Taková zařízení jsou také geostacionární. Je známo, že ve stratosféře nejsou žádné silné větry a nízké turbulence, takže stratosférický balón je docela schopný vznášet se nad jedním bodem jako satelit. Ale dopravit satelit na geostacionární dráhu, což je 36 tisíc km. nad zemským povrchem se používá výkonná nosná raketa, ale v případě dodání stratosférického balónu, heliových válců, trochu financí a to je vše. Stratosférické balony jsou tedy docela konkurenceschopné konvenčním komunikačním a snímacím technologiím.
S rozvojem stratosférické vědy se tedy upustí od drahých sond a konvenčních komunikačních technologií. Stratosférické balóny mohou také sloužit jako vynikající nástroj pro vypouštění stejných satelitů ze stratosféry. Jednoduše se tedy změní technologie vynášení satelitů na oběžnou dráhu. Ostatně společnost „Zero 2 Infinity“ pracuje tímto slibným směrem. Stratosférický balón poslouží jako kosmodrom nebo platforma pro vynesení satelitu do reálného vesmíru. I když investoři tento projekt řádně nepodpoří, směr vývoje stratosféry je stále jasně vyznačen.
Velké množství stratosférických balónů v naší atmosféře je schopno vytvořit jakýsi globální komunikační systém, podobný tomu, který se tvoří prostřednictvím počítačů doma.
Díky tomu budeme moci přijímat data ze sond přímo do našich osobních zařízení, lépe znát počasí, připojit se k internetovému připojení s minimálním zpožděním signálu i na těžko dostupných místech na Zemi, komunikovat prostřednictvím takových zařízení v decentralizovaném způsobem atd.
To znamená, že jakákoli informace přijatá ze stratosférického balónu bude zpracována mnohem přesněji a rychleji než data z oběžné dráhy. Filozofie tzv. decentralizovaného internetu by se tedy měla rozšířit i do dalších oblastí a pro stavbu takového modelu světa jsou ideální technologie popsané výše, jako jsou stratosférické balony a drony.
Závěr
Lze tedy hovořit o nové éře technologického rozvoje, kdy nejlevnější možnosti budou využívány jak pro organizace působící v kosmickém sektoru, tak pro běžné lidi využívající internet a další komunikační prostředky. Průzkum blízkého vesmíru je velmi zajímavou vyhlídkou, protože v tomto případě bude mít každý přístup ke studiu stratosféry, lidé budou moci zkoumat Zemi z výšky 50 km. z jeho povrchu. To samozřejmě otevře levné a dostupné možnosti pro celé lidstvo v průzkumu vesmíru, byť blízkého. Jedná se o rozšíření prostoru pro cestování kolem Země v obrovských výškách. Proto se nyní zvažuje možnost přechodu ze satelitních technologií na stratosférické balony a podobná zařízení. Navíc to také rozšíří možnosti internetu a zlevní a zpřístupní jej i obyvatelům nejodlehlejších koutů planety. Nezbývá tedy než počkat na realizaci takových projektů od předních vesmírných společností.
Moderní vývoj lidstva si nelze představit bez dalšího průzkumu vesmíru a rozvoje kosmonautiky. Nejdůležitějším prvkem tohoto procesu jsou nosné rakety, s jejichž pomocí se astronauti a další náklad dostávají na nízkou oběžnou dráhu Země. Jurij Grigorjev, profesor MIPT, doktor technických věd, laureát Státní ceny SSSR, akademik Ruské akademie kosmonautiky, hovoří o vytvoření opakovaně použitelného systému „Energie“ – „Buran“ a aktuálních problémech v této oblasti. K.E. Ciolkovského, Ruské a evropské akademie přírodních věd.
Vše, co se zdá být nad námi, obvykle rozdělujeme na tři části.
1. Prostor Blízké Země - je to plynný prostor, atmosférická vrstva nad Zemí, rotující se Zemí.
Nejbližší a nejdostupnější oblast vesmíru pro průzkum je blízkozemský prostor
Ta část vrstvy atmosféry, která se nachází nad konkrétním státem, je v jurisdikci tohoto státu a průnik jakýchkoli cizích předmětů (letadla, kluzáky, balóny apod.) do ní je považován za narušení státní hranice s všechny z toho vyplývající důsledky.
Atmosférická vrstva je odedávna efektivně využívána pro přepravu osob a různých nákladů, pro kterou bylo vytvořeno mnoho typů letadel a dalších letadel.
Blízký vesmír je veřejnou doménou, je to letová zóna různých kosmických lodí.
2. Blízký vesmír - Toto je oblast kolem Země, která se nachází nad blízkozemským prostorem. Rozhodnutím OSN byla hranice mezi blízkozemním a blízkým vesmírem definována ve výšce asi 100 km nad mořem.
Atmosféra zde již prakticky neexistuje, ale fyzikální vlastnosti blízkého vesmíru ovlivňuje Země, především její gravitační pole. Tento vliv se vzdáleností od Země klesá a nakonec mizí až ve vzdálenosti více než 900 tisíc km od Země.
Blízký vesmír je veřejnou doménou, patří stejně všem státům a občanům celého světa, je to letová zóna pro různé vesmírné lodě. Aby se kosmická loď stala umělou družicí Země, musí být urychlena na první únikovou rychlost - 7,9 km/s, a aby mohla být spuštěna z vesmírné dráhy, musí být zpomalena na rychlost pod stanovenou hodnotu. .
Spolu s podložím, pevninou, oceánem a atmosférou se lidstvu podařilo znečistit i blízký vesmír.
Utracená a již nepotřebná kosmická loď po zabrždění spadne na Zemi, shoří v atmosféře a nespálené zbytky se utopí v oceánu.
Kosmické lodě, které musí nejen létat ve vesmíru, ale také se vracet na Zemi například s astronauty nebo cenným vybavením, jsou vybaveny speciální tepelnou ochranou, ovládáním, záchrannými systémy, například padáky atd., což jim umožňuje sestoupit na Zemi v naprostém bezpečí.
Hluboký vesmír- svět hvězd a galaxií
3. Hluboký vesmír - toto je svět hvězd a galaxií, kde již není cítit vliv Země. K vyslání kosmické lodi do hlubokého vesmíru je potřeba ji urychlit na druhou únikovou rychlost – 11,2 km/s, po jejímž uplynutí se zařízení stane satelitem Slunce. A aby zařízení opustilo sluneční soustavu, potřebuje zrychlit na třetí kosmickou rychlost – 16,6 km/s.
Vesmírné lodě navržené pro provoz v hlubokém vesmíru tam létají navždy. Jejich let může trvat roky a po celou tuto dobu přenášejí na Zemi informace, které jejich zařízení během letu přijme.
Doručování kosmických lodí do blízkého i hlubokého vesmíru bylo dosud prováděno pouze balistickými nosnými raketami. Zatím na nic jiného nepřišli – projekty na vytvoření vesmírných výtahů ještě neopustily jeviště sci-fi.
Ruské raketové a vesmírné komplexy
Položme si jednoduchou otázku: proč se ke startu do vesmíru a především do blízkého vesmíru používají jednorázové rakety? Proč nemáme nosné rakety, které by po splnění své funkce – vypuštění kosmické lodi do vesmíru, sestoupily na zem a mohly by být použity vícekrát?
Odpověď je velmi jednoduchá. Ano, protože naše nosné rakety jsou založeny na jednorázových bojových mezikontinentálních balistických střelách (ICBM). Jednoráznost pro bojové střely je zcela přirozená vlastnost, ale pro nosné rakety je to abnormální a drahé potěšení. Jednou to uletělo a všechno, na čem jsme dlouho pracovali, bylo vyhozeno do koše.
Odpalovací vozidla OKB-1 - TsSKB - Progress, vyvinutá na základě R-7
Nosná raketa Sojuz a všechny jeho modifikace (užitečná nosnost až 8 tun), na kterých naši a nyní i zahraniční kosmonauti létají do vesmíru a doručují náklad na orbitální stanici, byly vyvinuty na základě prvního ICBM R-7 na světě, vytvořeného v roce 1957 (hlavní konstruktér S P. Korolev).
Nosná raketa Sojuz-2.1b byla dodána na kosmodrom Plesetsk k vypuštění kosmické lodi Glonass-M.
Nosné rakety typu Sojuz se stále vyrábějí. Jsou šetrné k životnímu prostředí, protože jejich motory běží na petrolej (palivo) a kapalný kyslík (okysličovadlo).
Nosná raketa Proton se v různých verzích vyrábí dodnes.
Nosná raketa Proton (užitečné zatížení až 23 tun), na které se do vesmíru vypouštějí bloky orbitálních stanic a těžké kosmické lodě, byla původně vyvinuta jako UR-500K ICBM, vytvořená v roce 1965 (hlavní konstruktér V.N. Chelomey), a když došlo již není potřeba, byla přestavěna na dnes tolik oblíbenou nosnou raketu Proton, která se v různých verzích vyrábí dodnes.
Motory této rakety fungují na složky paliva, které jsou škodlivé pro životní prostředí a nebezpečné pro člověka: palivo - nesymetrický dimethylhydrazin (heptyl), okysličovadlo - oxid dusnatý (amyl). To je u bojové rakety normální, ale pro neustále používanou nosnou raketu je to prostě nepřijatelné. Jiné řešení ale zatím nemáme.
Nosná raketa Rokot je třístupňová raketa. Prvním a druhým stupněm je raketová jednotka UR-100N ICBM. Jako třetí stupeň se používá horní stupeň Breeze.
Odpalovací vozidla "Rokot" a "Strela" Jedná se o přestavěné UR-100N UTTH ICBM, které byly vyřazeny z bojové služby (generální konstruktér V.N. Chelomey, od roku 1984 G.A. Efremov). Výroba těchto střel již dávno ustala, takže po jejich vyčerpání zmizí nosné rakety Rokot a Strela.
Start nosné rakety Dnepr
Čeká je stejný osud nosná raketa "Dnepr" , jedná se o upravený R-36M UTTH ICBM vyřazovaný z bojové služby (generální konstruktér V.F. Utkin). Palivové komponenty všech těchto raket jsou stejný heptyl a amyl.
Znovupoužitelné americké vesmírné letadlo - slavný Space Shuttle
Američané byli první, kdo se rozhodl vytvořit znovupoužitelné vesmírné letadlo. A vytvořili slavný „Space Shuttle“, což je pilotované letadlo s nosností 20-30 tun, vybavené výkonnými kapalinovými motory, pro které je hlavní zásoba paliva umístěna v externích nádržích, vysypaných po spotřebě paliva. Kromě toho byly instalovány další dva odhozovatelné posilovače na tuhá paliva.
Unikátní raketový systém "Energia" - "Buran"
Naši konstruktéři nešli cestou kopírování amerického raketoplánu. Bylo rozhodnuto vytvořit univerzální konstrukci schopnou dopravit na oběžnou dráhu nejen 30 tun a uvolnit z ní 20 tun nákladu jako Američané, ale také být schopen dopravit na oběžnou dráhu až 100 tun nákladu.
Byl vytvořen unikátní raketový systém "Energia" - "Buran" (generální konstruktér V.P. Glushko). Vzhledem k tomu, že konstrukční organizace ministerstva pro rakety a kosmonautiku, které se tehdy jmenovalo Ministerstvo všeobecného strojírenství, neměly žádné zkušenosti s vývojem leteckých systémů, byla v rámci ministerstva leteckého průmyslu vytvořena NPO Molniya (hlavní konstruktér G.E. Lozino-Lozinsky), které od roku 1976 se stal vedoucím vývojářem kosmické lodi Buran a provedl velký cyklus teoretického a experimentálního výzkumu s cílem vytvořit toto jedinečné vesmírné letadlo.
Při tvorbě vesmírného systému Energia-Buran bylo vyvinuto 85 nových materiálů, které svými vlastnostmi výrazně převyšují tradiční, bylo navrženo 20 unikátních automatizačních a řídicích systémů, zaregistrováno 400 vynálezů, získáno 20 patentů a 100 licencí.
První let nosné rakety Energia se uskutečnil 15. května 1987. Jako experimentální zátěž byla na raketu instalována 75tunová kosmická loď – prototyp orbitální laserové platformy.
Raketa fungovala normálně, ale sonda nebyla vypuštěna na zamýšlenou oběžnou dráhu kvůli poruše orientačního systému samotné sondy.
Při druhém letu nosné rakety Energia na ní byl instalován vesmírný letoun Buran (bez pilotů)
Druhý let nosné rakety Energia se uskutečnil 15. listopadu 1988. Raketa nesla vesmírné letadlo Buran (bez pilotů). Byl to skvělý let. Buran vypuštěný na oběžnou dráhu dvakrát obletěl Zemi, poté z oběžné dráhy sestoupil, otočil se kolem kosmodromu Bajkonur a automaticky přistál s vysokou přesností. Odklon od středu dráhy nepřesáhl jeden metr.
V tu slavnostní chvíli se autor náhodou nacházel v Centru řízení letu (MCC) ve městě Koroljov. Všeobecná radost byla jak v Řídicím středisku, tak na kosmodromu Bajkonur, odkud byl přímý televizní přenos všeho dění přímo v řídícím středisku, včetně letu Buranu a stíhaček, které se potkaly a doprovázely.
To vše bohužel generální konstruktér V.P. Glushko neviděl - byl vážně nemocný a ležel v nemocnici. Jeho kolegové šli do nemocnice a vše mu oznámili, ale o dva měsíce později Valentin Petrovič zemřel.
Třetí raketa Energia byla připravena k letu na začátku roku 1989, ale tento let s těžkým nákladem byl odložen nejprve na rok 1990 a poté na roky 1993-1995.
Čtvrtá raketa s Buranem se připravovala ke startu na Bajkonuru, přičemž Buran měl letět automaticky podle složitějšího programu s dokováním na orbitální stanici Mir. Pilotovaný let byl plánován na rok 1992.
Nosná raketa "Energia-M" pro vypouštění kosmických lodí o hmotnosti až 35 tun
Kromě toho byla na základě nosné rakety Energia vyvinuta nosná raketa Energia-M pro vypouštění kosmických lodí o hmotnosti do 35 tun na nízké, střední, vysoké kruhové a eliptické dráhy a do 6,5 tuny na geostacionární dráhu, jakož i za vypouštění kosmických lodí na letové trasy k Měsíci a planetám Sluneční soustavy.
Tato raketa měla nahradit ekologicky nebezpečnou nosnou raketu Proton, což by eliminovalo nutnost odcizovat velké plochy pevniny v oblastech, kam dopadl první stupeň rakety, se zbytky vysoce toxických složek paliva a zajistilo bezpečnost při provozu.
Nosná raketa Energia II (Hurikán) byla navržena jako zcela znovu použitelná konstrukce
Vyvíjela se také nosná raketa Energia II (Hurikán), která byla navržena jako zcela znovupoužitelná konstrukce. Všechny prvky systému byly vráceny na Zemi k opětovnému použití a centrální blok Hurikánu měl vstoupit do atmosféry, klouzat a přistát na běžném letišti v bezpilotním režimu.
Není těžké pochopit, že pokud je s pomocí Protonu pro vytvoření 100tunové vesmírné stanice ve vesmíru nutné použít pět raket, z nichž každá dopraví jeden 20tunový blok (modul) do oběžné dráze, a tyto moduly je ještě potřeba zakotvit ve vesmíru, pak by pomocí rakety Energia bylo možné vyvinout optimální 100tunovou vesmírnou stanici, provést všechny potřebné kontroly na zemi a vynést ji na oběžnou dráhu jednou raketou .
První stavbou 112. stanoviště je Instalační a zkušební budova - MIC. V roce 2002 zhroutila střecha jediného Burana, který letěl do vesmíru.
Počátkem roku 1990 však byly práce na programu Energia-Buran pozastaveny a v roce 1993 byl celý tento program zcela uzavřen. Na kosmodromu Bajkonur bylo několik nosných raket Energia v různých fázích připravenosti.
Dva z nich se staly majetkem Kazachstánu, ale byly zničeny 12. května 2002, když se zřítila střecha instalační a testovací budovy na místě 112.
Tři byly v různé fázi výroby v NPO Energia, ale po ukončení provozu byla tato rezerva zničena, vyrobená těla raket byla buď rozřezána nebo vyhozena a několik Buranů bylo dlouhodobě vystaveno na různých výstavách u nás i v zahraničí.
Američané se radovali – nyní o jejich převaze v průzkumu vesmíru nebylo pochyb. Pravda, výrobu kapalinových motorů z rakety Energia ani s dokumentací rozjet nedokázali a stále u nás nakupují modifikace těchto motorů a létají s nimi do vesmíru.
Unikátní automatizovaný, tzv. „opuštěný“ startovací komplex nosné rakety Zenit
Pomocí bloků a fragmentů rakety Buran Nosná raketa Zenit s užitečnou hmotností 12-14 tun (generální konstruktér V.F. Utkin). Okamžitě vznikla jako nosná raketa.
Poprvé na světě byl pro něj vyvinut unikátní automatizovaný, tzv. „bezpilotní“ startovací komplex (generální konstruktér V.N. Solovjov).
Když sledujete předstartovní přípravy našich raket typu Sojuz, vidíte různé druhy farem a míst, kde pracují zaměstnanci odpalovacího týmu.
Začátek Zenitu je jedinečná podívaná. Nejprve nic, pak přijede vlak s raketou, která je instalována svisle na odpalovací rampě a všechny linky jsou automaticky ukotveny.
Na odpalovací rampě nejsou žádní lidé, operace jsou řízeny a monitorovány na dálku z velitelského stanoviště. Dálkově jsou také vydávány příkazy k doplnění paliva do rakety, kontrole všech systémů a nakonec ke startu.
Samozřejmě už nejsme schopni znovu vytvořit raketový a vesmírný systém Energia-Buran, ale je také nemožné nadále zůstat pouze u Sojuzu a Protonu, zvláště ve světle vzniku kosmodromu Vostočnyj. Starty protonů, jejichž vyhořelé stupně se zbývajícím palivem spadnou do moře, naše asijské sousedy pravděpodobně nepotěší.
Nemluvě o mimořádných případech, které nelze zcela odstranit, zejména ve světle současného poklesu kvalifikace našich specialistů.
Modely nosných raket Angara
Rodina nosných raket Angara je ve vývoji již delší dobu, letové zkoušky jedné z těchto střel měly podle výnosu tehdejšího prezidenta Jelcina začít v roce 1995, dosud však nezačaly.
Ale od okamžiku, kdy začnou tyto testy, které zřejmě začnou, dokud starty v plném měřítku nepotvrdí nejvyšší úroveň spolehlivosti nosné rakety umožňující start astronautů, uplyne mnoho let.
Optimálním řešením by samozřejmě bylo umístění nosné rakety Zenit na kosmodrom Vostočnyj s jejím automatizovaným startem, ale tato raketa byla vyvinuta a vyrobena v Dněpropetrovsku, tzn. nyní v zahraničí, ačkoli samotný startovací komplex byl vytvořen v Moskvě.
Nastal čas, abychom vytvořili novou opakovaně použitelnou nosnou raketu, ve které by byl pro začátek znovu použitelný pouze první stupeň, který po oddělení představuje dvě prázdné, a tedy nepříliš těžké palivové nádrže a motor.
"Bajkal" je urychlovač založený na raketovém motoru RD-191M na kapalné palivo (modifikace jednokomorového RD-171, vyrobeného pro nosnou raketu Angara) s tahem 196 tf
Možnosti pro opakovaně použitelný urychlovač "Baikal" v RKS "Angara"
Z prvního stupně je potřeba udělat letadlo, k čemuž je potřeba na něj namontovat křídla a ovládání a nainstalovat řídicí systém podobný tomu, který bravurně ovládal Buran v automatickém režimu.
S tím si samozřejmě raketoví konstruktéři sami neporadí, a proto je potřeba přilákat výrobce letadel, kteří pomohou proměnit první stupeň nosné rakety v letadlo, byť nepříliš krásné, ale schopné sestoupit z nebe na zem.
Samozřejmě, že pohonný motor pro takový první stupeň by měl být navržen ne na jeden start, jako pro bojovou střelu, ale na opakované použití. Tento problém se zde řešil již před desítkami let, kdy hlavní konstruktér N.D. Kuzněcov vytvořil motory NK-33 a NK-43 pro nosnou raketu N-1 („Lunar Program“).
Po uzavření tohoto programu byly hotové motory dlouhá léta zcela bezpečně skladovány a v novém Rusku rychle našly uplatnění: americké společnosti Aerojet prodali desítky takových motorů spolu s dokumentací a licencí na jejich výrobu. .
Vytvoření nosné rakety s opakovaně použitelným prvním stupněm by Rusku otevřelo nové obzory v kosmonautice. Vývoj opakovaně použitelného druhého stupně je následným vývojovým stupněm, ve kterém by již byly využity získané zkušenosti a implementovány nové nápady.
