إن تاريخ تطور رواد الفضاء هو قصة عن أشخاص ذوي عقول غير عادية، وعن الرغبة في فهم قوانين الكون وعن الرغبة في تجاوز ما هو مألوف وممكن. إن استكشاف الفضاء الخارجي، الذي بدأ في القرن الماضي، أعطى للعالم العديد من الاكتشافات. إنها تتعلق بكل من الكائنات الموجودة في المجرات البعيدة والعمليات الأرضية تمامًا. ساهم تطور الملاحة الفضائية في تحسين التكنولوجيا، وأدى إلى اكتشافات في معظمها مناطق مختلفةالمعرفة، من الفيزياء إلى الطب. ومع ذلك، استغرقت هذه العملية الكثير من الوقت.
العمالة المفقودة
بدأ تطوير الملاحة الفضائية في روسيا والخارج قبل وقت طويل من ظهور التطورات العلمية الأولى في هذا الصدد، والتي كانت نظرية فقط وأثبتت إمكانية الرحلات الفضائية. في بلدنا، كان كونستانتين إدواردوفيتش تسيولكوفسكي أحد رواد الملاحة الفضائية على طرف قلمه. "واحد" - لأنه كان أمامه نيكولاي إيفانوفيتش كيبالتشيش، الذي حكم عليه بالإعدام بتهمة محاولة اغتيال ألكسندر الثاني، وقبل أيام قليلة من شنقه، طور مشروعًا لجهاز قادر على إيصال شخص إلى الفضاء . كان ذلك في عام 1881، لكن مشروع كيبالتشيش لم يُنشر حتى عام 1918.
معلم القرية
لم يكن تسيولكوفسكي، الذي نُشرت مقالته عن الأسس النظرية لرحلات الفضاء في عام 1903، على علم بعمل كيبالتشيش. في ذلك الوقت قام بتدريس الحساب والهندسة في مدرسة كالوغا. وتطرقت مقالته العلمية الشهيرة "استكشاف الفضاءات العالمية بالأدوات النفاثة" إلى إمكانيات استخدام الصواريخ في الفضاء. بدأ تطوير الملاحة الفضائية في روسيا، التي كانت لا تزال قيصرية، مع تسيولكوفسكي. وقام بتطوير مشروع لبناء صاروخ قادر على حمل الإنسان إلى النجوم، ودافع عن فكرة تنوع الحياة في الكون، وتحدث عن ضرورة بناء أقمار صناعية ومحطات مدارية.
بالتوازي، تطورت الملاحة الفضائية النظرية في الخارج. ومع ذلك، لم تكن هناك أي اتصالات بين العلماء في بداية القرن، ولا في وقت لاحق، في الثلاثينيات. روبرت جودارد وهيرمان أوبرث وإسنولت بيلتري، أمريكيون وألمان وفرنسيون على التوالي، الذين عملوا على مشاكل مماثلة، في أعمال تسيولكوفسكي لفترة طويلةلم أكن أعرف أي شيء. وحتى ذلك الحين، أثر انقسام الشعوب على وتيرة تطور الصناعة الجديدة.
سنوات ما قبل الحرب والحرب الوطنية العظمى
استمر تطوير الملاحة الفضائية في العشرينيات والأربعينيات من القرن الماضي بمساعدة مختبر ديناميكيات الغاز ومجموعات أبحاث الدفع النفاث، ثم معهد أبحاث الطائرات النفاثة. عملت أفضل العقول الهندسية في البلاد داخل أسوار المؤسسات العلمية، بما في ذلك F. A. Tsander، M. K. Tikhonravov و S. P. Korolev. وعملوا في المختبرات على إنشاء أولى المركبات النفاثة التي تستخدم الوقود السائل والصلب، وتم تطوير الأساس النظري للملاحة الفضائية.
في سنوات ما قبل الحرب وأثناء الحرب العالمية الثانية، تم تصميم وإنشاء المحركات النفاثة والطائرات الصاروخية. خلال هذه الفترة، ولأسباب واضحة، تم إيلاء الكثير من الاهتمام لتطوير صواريخ كروز والصواريخ غير الموجهة.
كوروليف وV-2
تم إنشاء أول صاروخ قتالي حديث في التاريخ في ألمانيا خلال الحرب تحت قيادة فيرنر فون براون. ثم تسبب V-2 أو V-2 في الكثير من المتاعب. بعد هزيمة ألمانيا، تم إرسال فون براون إلى أمريكا، حيث بدأ العمل في مشاريع جديدة، بما في ذلك تطوير الصواريخ للرحلات الفضائية.
في عام 1945، بعد نهاية الحرب، وصلت مجموعة من المهندسين السوفييت إلى ألمانيا لدراسة V-2. وكان من بينهم كوروليف. تم تعيينه مديرًا هندسيًا وفنيًا رئيسيًا لمعهد نوردهاوزن الذي تم تأسيسه في ألمانيا في نفس العام. بالإضافة إلى دراسة الصواريخ الألمانية، كان كوروليف وزملاؤه يطورون مشاريع جديدة. في الخمسينيات، قام مكتب التصميم تحت قيادته بإنشاء R-7. كان هذا الصاروخ المكون من مرحلتين قادرًا على تطوير الأول وضمان إطلاق مركبات متعددة الأطنان إلى مدار أرضي منخفض.
مراحل تطور الملاحة الفضائية
أصبحت ميزة الأمريكيين في إعداد أجهزة استكشاف الفضاء، المرتبطة بعمل فون براون، شيئًا من الماضي عندما أطلق الاتحاد السوفييتي أول قمر صناعي في 4 أكتوبر 1957. منذ تلك اللحظة، ذهب تطوير الملاحة الفضائية بشكل أسرع. في الخمسينيات والستينيات، تم إجراء العديد من التجارب على الحيوانات. كانت الكلاب والقرود في الفضاء.
ونتيجة لذلك، جمع العلماء معلومات لا تقدر بثمن، والتي مكنت الشخص من البقاء بشكل مريح في الفضاء. وفي بداية عام 1959، كان من الممكن تحقيق سرعة الهروب الثانية.
تم قبول التطوير المتقدم للملاحة الفضائية المحلية في جميع أنحاء العالم عندما صعد يوري جاجارين إلى السماء. وبدون مبالغة، وقع هذا الحدث العظيم في عام 1961. ومنذ ذلك اليوم بدأ الإنسان يتغلغل في المساحات الشاسعة المحيطة بالأرض.
- 12 أكتوبر 1964 - تم إطلاق جهاز على متنه عدة أشخاص إلى المدار (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)؛
- 18 مارس 1965 - الأول (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)؛
- 3 فبراير 1966 - أول هبوط لمركبة على سطح القمر (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)؛
- 24 ديسمبر 1968 - الإطلاق الأول لمركبة فضائية مأهولة إلى مدار القمر الصناعي الأرضي (الولايات المتحدة الأمريكية)؛
- 20 يوليو 1969 - يوم (الولايات المتحدة الأمريكية)؛
- 19 أبريل 1971 - إطلاق المحطة المدارية لأول مرة (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)؛
- 17 يوليو 1975 - حدث الالتحام الأول لسفينتين (سوفيتية وأمريكية)؛
- 12 أبريل 1981 - أول مكوك فضائي (الولايات المتحدة الأمريكية) ينطلق إلى الفضاء.
تطوير الملاحة الفضائية الحديثة
اليوم، يستمر استكشاف الفضاء. لقد أثمرت نجاحات الماضي - فقد زار الإنسان القمر بالفعل ويستعد للتعرف المباشر على المريخ. ومع ذلك، فإن برامج الطيران المأهولة تتطور الآن بشكل أقل من مشاريع المحطات الآلية بين الكواكب. الوضع الحاليإن الملاحة الفضائية تجعل الأجهزة التي يتم إنشاؤها قادرة على نقل معلومات حول زحل والمشتري وبلوتو البعيدين إلى الأرض، وزيارة عطارد وحتى استكشاف النيازك.
وفي الوقت نفسه، تتطور السياحة الفضائية. الاتصالات الدولية لها أهمية كبيرة اليوم. نتوصل تدريجيًا إلى فكرة أن الاختراقات والاكتشافات العظيمة تحدث بشكل أسرع وفي كثير من الأحيان إذا قمنا بتوحيد جهود وقدرات البلدان المختلفة.
في النصف الثاني من القرن العشرين. لقد صعدت البشرية إلى عتبة الكون - لقد دخلت الفضاء الخارجي. لقد فتح وطننا الطريق إلى الفضاء. أول قمر صناعي للأرض، افتتح عصر الفضاء، أطلقه الاتحاد السوفييتي السابق، وأول رائد فضاء في العالم هو مواطن من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق.
يعد رواد الفضاء حافزًا كبيرًا للعلوم والتكنولوجيا الحديثة، والتي أصبحت في وقت قصير غير مسبوق أحد الروافع الرئيسية للعملية العالمية الحديثة. إنه يحفز تطوير الإلكترونيات والهندسة الميكانيكية وعلوم المواد وتكنولوجيا الكمبيوتر والطاقة والعديد من المجالات الأخرى اقتصاد وطني.
من الناحية العلمية، تسعى البشرية جاهدة للعثور في الفضاء على إجابة لأسئلة أساسية مثل بنية الكون وتطوره والتعليم النظام الشمسيمسارات أصل وتطور الحياة. ومن الفرضيات حول طبيعة الكواكب وبنية الكون، انتقل الناس إلى دراسة شاملة ومباشرة الأجرام السماويةوالفضاء بين الكواكب بمساعدة تكنولوجيا الصواريخ والفضاء.
في استكشاف الفضاء، سيتعين على البشرية استكشاف مناطق مختلفة من الفضاء الخارجي: القمر والكواكب الأخرى والفضاء بين الكواكب.
صور جولات نشطة، والعطلات في الجبال
يوضح المستوى الحالي لتكنولوجيا الفضاء وتوقعات تطورها أن الهدف الرئيسي بحث علميوبمساعدة وسائل الفضاء، يبدو أن نظامنا الشمسي سيكون في المستقبل القريب. ستكون المهام الرئيسية هي دراسة الروابط بين الشمس والأرض والفضاء بين الأرض والقمر، وكذلك عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل والكواكب الأخرى، والأبحاث الفلكية والأبحاث الطبية والبيولوجية من أجل تقييم تأثير الطيران مدة تأثيرها على جسم الإنسان وأدائه.
من حيث المبدأ، يجب أن يكون تطوير تكنولوجيا الفضاء قبل "الطلب" المرتبط بحل المشاكل الاقتصادية الوطنية الملحة. المهام الرئيسية هنا هي مركبات الإطلاق، وأنظمة الدفع، والمركبات الفضائية، بالإضافة إلى المرافق الداعمة (مجمعات القيادة والقياس والإطلاق، والمعدات، وما إلى ذلك)، مما يضمن التقدم في فروع التكنولوجيا ذات الصلة، المرتبطة بشكل مباشر أو غير مباشر بتطوير الملاحة الفضائية.
قبل الطيران إلى الفضاء الخارجي، كان من الضروري فهم مبدأ الدفع النفاث واستخدامه عمليًا، وتعلم كيفية صنع الصواريخ، وإنشاء نظرية للاتصالات بين الكواكب، وما إلى ذلك. الصواريخ ليست مفهوما جديدا. لقد توصل الإنسان إلى إنشاء مركبات إطلاق قوية وحديثة عبر آلاف السنين من الأحلام والأوهام والأخطاء وعمليات البحث مناطق مختلفةالعلم والتكنولوجيا وتراكم الخبرة والمعرفة.
مبدأ تشغيل الصاروخ هو حركته تحت تأثير قوة الارتداد، رد فعل تيار من الجزيئات التي تم التخلص منها من الصاروخ. في صاروخ. أولئك. في جهاز مزود بمحرك صاروخي، تتشكل الغازات المنبعثة نتيجة لتفاعل المؤكسد والوقود المخزن في الصاروخ نفسه. هذا الظرف يجعل تشغيل المحرك الصاروخي مستقلاً عن وجود أو عدم وجود بيئة غازية. وبالتالي فإن الصاروخ عبارة عن هيكل مذهل قادر على التحرك في الفضاء الخالي من الهواء، أي. ليس مرجعا، الفضاء الخارجي.
يحتل مكانًا خاصًا بين المشاريع الروسية لتطبيق مبدأ الطيران النفاث مشروع إن.آي كيبالتشيش، وهو ثوري روسي مشهور، والذي، على الرغم من حياته القصيرة (1853-1881)، ترك بصمة عميقة في تاريخ العلم و تكنولوجيا. نظرًا لمعرفته الواسعة والعميقة بالرياضيات والفيزياء وخاصة الكيمياء، قام كيبالتشيش بصنع قذائف وألغام محلية الصنع لأعضاء نارودنايا فوليا. كان مشروع أدوات الطيران نتيجة لفترة طويلة عمل بحثيكيبالتشيش على المتفجرات. لقد كان، في الأساس، أول من اقترح عدم تكييف محرك صاروخي مع أي طائرة موجودة، كما فعل المخترعون الآخرون، ولكن جهازًا جديدًا تمامًا (ديناميكي صاروخي)، وهو النموذج الأولي للمركبة الفضائية المأهولة الحديثة، والتي تخدم فيها محركات الصواريخ لخلق قوة الرفع التي تدعم الطائرة أثناء الطيران بشكل مباشر. كان من المفترض أن تعمل طائرة كيبالتشيش على مبدأ الصاروخ!
ولكن تم سجن كيبالتشيش بتهمة محاولة اغتيال القيصر ألكسندر الثاني، ولكن لم يتم اكتشاف تصميم طائرته إلا في عام 1917 في أرشيفات قسم الشرطة.
لذلك، بحلول نهاية القرن التاسع عشر، اكتسبت فكرة استخدام الأدوات النفاثة للطيران نطاقًا واسعًا في روسيا. وكان أول من قرر مواصلة البحث هو مواطننا العظيم كونستانتين إدواردوفيتش تسيولكوفسكي (1857-1935). لقد أصبح مهتمًا بمبدأ رد الفعل للحركة في وقت مبكر جدًا. بالفعل في عام 1883 قدم وصفًا لسفينة بمحرك نفاث. بالفعل في عام 1903، ولأول مرة في العالم، جعل تسيولكوفسكي من الممكن بناء تصميم صاروخي سائل. حظيت أفكار تسيولكوفسكي باعتراف عالمي في عشرينيات القرن الماضي. وقال الوريث اللامع لعمله، S. P. Korolev، قبل شهر من إطلاق أول قمر صناعي أرضي اصطناعي، إن أفكار وأعمال كونستانتين إدواردوفيتش ستجذب المزيد والمزيد من الاهتمام مع تطور تكنولوجيا الصواريخ، والتي كان فيها صح تماما!
بداية عصر الفضاء
وهكذا، بعد مرور 40 عامًا على اكتشاف تصميم الطائرة التي ابتكرها كيبالتشيش، في 4 أكتوبر 1957. اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابقإطلاق أول قمر صناعي للأرض في العالم. أتاح أول قمر صناعي سوفياتي لأول مرة قياس كثافة الغلاف الجوي العلوي، والحصول على بيانات حول انتشار الإشارات الراديوية في طبقة الأيونوسفير، وحل مشكلات الإدخال في المدار، والظروف الحرارية، وما إلى ذلك. وكان القمر الصناعي مصنوعًا من الألومنيوم كرة يبلغ قطرها 58 سم وكتلتها 83.6 كجم مع أربعة هوائيات سوطية بطول 2.4-2.9 متر. يحتوي الغلاف المحكم للقمر الصناعي على معدات وإمدادات طاقة. وكانت المعلمات المدارية الأولية هي: ارتفاع الحضيض 228 كم، وارتفاع الأوج 947 كم، والميل 65.1 درجة. في 3 نوفمبر، أعلن الاتحاد السوفييتي إطلاق قمر صناعي سوفيتي ثانٍ إلى مداره. في مقصورة محكمة منفصلة كان هناك كلب لايكا ونظام قياس عن بعد لتسجيل سلوكه في حالة انعدام الجاذبية. كما تم تجهيز القمر الصناعي بأجهزة علمية لدراسة الإشعاع الشمسي والأشعة الكونية.
في 6 ديسمبر 1957، حاولت الولايات المتحدة إطلاق القمر الصناعي أفانغارد-1 باستخدام مركبة إطلاق طورها مختبر الأبحاث البحرية، وبعد الاشتعال، ارتفع الصاروخ فوق طاولة الإطلاق، ولكن بعد ثانية توقفت المحركات وخرج الصاروخ سقط على الطاولة، وانفجر عند الاصطدام.
في 31 يناير 1958، تم إطلاق القمر الصناعي إكسبلورر 1 إلى مداره، وهو الرد الأمريكي على إطلاق الأقمار الصناعية السوفيتية. من حيث الحجم والوزن، لم يكن مرشحًا للتسجيل. نظرًا لأن طوله أقل من متر واحد وقطره حوالي 15.2 سم فقط، فإن كتلته تبلغ 4.8 كجم فقط.
ومع ذلك، تم ربط حمولتها بالمرحلة الرابعة والأخيرة من مركبة الإطلاق جونو 1. ويبلغ طول القمر الصناعي والصاروخ الموجود في المدار 205 سم وكتلته 14 كجم. وقد تم تجهيزه بأجهزة استشعار لدرجة الحرارة الخارجية والداخلية، وأجهزة استشعار للتآكل والصدمات للكشف عن تدفقات النيازك الدقيقة، وعداد جيجر مولر لتسجيل الأشعة الكونية المخترقة.
ومن النتائج العلمية المهمة لرحلة القمر الصناعي اكتشاف الأحزمة الإشعاعية المحيطة بالأرض. توقف عداد جيجر مولر عن العد عندما كان الجهاز في الأوج على ارتفاع 2530 كم، وكان ارتفاع الحضيض 360 كم.
وفي 5 فبراير 1958، قامت الولايات المتحدة بمحاولة ثانية لإطلاق القمر الصناعي أفانغارد-1، لكنها انتهت أيضًا بحادث، مثل المحاولة الأولى. وأخيرا، في 17 مارس، تم إطلاق القمر الصناعي إلى مداره. بين ديسمبر 1957 وسبتمبر 1959، أجريت إحدى عشرة محاولة لوضع أفانجارد 1 في المدار، ولم تنجح سوى ثلاث منها.
بين ديسمبر 1957 وسبتمبر 1959، أجريت إحدى عشرة محاولة لوضع أفانجارد في المدار.
قدم كلا القمرين الصناعيين الكثير من الأشياء الجديدة في علوم وتكنولوجيا الفضاء (البطاريات الشمسية، وبيانات جديدة عن كثافة الغلاف الجوي العلوي، ورسم خرائط دقيقة للجزر في المحيط الهادئ، وما إلى ذلك). وفي 17 أغسطس 1958، قدمت الولايات المتحدة المحاولة الأولى لإرسال أقمار صناعية من كيب كانافيرال إلى محيط مسبار القمر بمعدات علمية. اتضح أنها غير ناجحة. أقلع الصاروخ وطار لمسافة 16 كيلومترا فقط. انفجرت المرحلة الأولى من الصاروخ بعد 77 دقيقة من الرحلة. وفي 11 أكتوبر 1958، جرت محاولة ثانية لإطلاق المسبار القمري بايونير 1، لكنها باءت بالفشل أيضًا. تبين أيضًا أن عمليات الإطلاق القليلة التالية لم تكن ناجحة، فقط في 3 مارس 1959، أكملت بايونير 4، التي يبلغ وزنها 6.1 كجم، مهمتها جزئيًا: لقد حلقت بالقرب من القمر على مسافة 60 ألف كيلومتر (بدلاً من 24 ألف كيلومتر المخطط لها) .
كما هو الحال مع إطلاق القمر الصناعي الأرضي، فإن الأولوية في إطلاق المسبار الأول تعود إلى الاتحاد السوفييتي؛ ففي 2 يناير 1959، تم إطلاق أول جسم من صنع الإنسان، والذي تم وضعه على مسار يمر بالقرب من القمر إلى الفضاء. مدار القمر الصناعي الخاص بالشمس. وهكذا، وصل لونا 1 إلى سرعة الإفلات الثانية للمرة الأولى. بلغت كتلة لونا 1 361.3 كجم وحلقت بالقرب من القمر على مسافة 5500 كم. وعلى مسافة 113 ألف كيلومتر من الأرض، انطلقت سحابة من بخار الصوديوم من منصة صاروخية ملتحمة بالمسبار لونا 1، لتشكل مذنبًا اصطناعيًا. اشعاع شمسيتسبب في توهج مشرق لبخار الصوديوم و الأنظمة البصريةتم تصوير سحابة على الأرض على خلفية كوكبة الدلو.
تم إطلاق لونا 2 في 12 سبتمبر 1959، وقام بأول رحلة في العالم إلى جرم سماوي آخر. تحتوي الكرة التي يبلغ وزنها 390.2 كيلوغرامًا على أدوات أظهرت أن القمر لا يحتوي على مجال مغناطيسي أو حزام إشعاعي.
تم إطلاق محطة الكواكب الأوتوماتيكية (AMS) “لونا-3” في 4 أكتوبر 1959. وكان وزن المحطة 435 كجم. كان الغرض الرئيسي من الإطلاق هو الطيران حول القمر وتصوير جانبه الخلفي غير المرئي من الأرض. تم التصوير يوم 7 أكتوبر لمدة 40 دقيقة من ارتفاع 6200 كيلومتر فوق سطح القمر.
رجل في الفضاء
في 12 أبريل 1961، في الساعة 9:07 صباحًا بتوقيت موسكو، على بعد عدة عشرات من الكيلومترات شمال قرية تيوراتام في كازاخستان، في قاعدة بايكونور الفضائية السوفيتية، تم إطلاق الصاروخ الباليستي العابر للقارات R-7، في حجرة القوس التي كانت تم العثور على سفينة الفضاء المأهولة "فوستوك" وعلى متنها الرائد في سلاح الجو يوري ألكسيفيتش غاغارين. كان الإطلاق ناجحًا. وتم وضع المركبة الفضائية في مدار بزاوية ميل 65 درجة، وارتفاع الحضيض 181 كم، وارتفاع الأوج 327 كم، وأكملت دورة واحدة حول الأرض في 89 دقيقة. وبعد 108 دقائق من الإطلاق، عادت إلى الأرض، وهبطت بالقرب من قرية سميلوفكا منطقة ساراتوف. وهكذا، بعد 4 سنوات من إطلاق أول قمر صناعي للأرض، قام الاتحاد السوفيتي لأول مرة في العالم برحلة بشرية إلى الفضاء الخارجي.
تتكون المركبة الفضائية من جزأين. كانت وحدة الهبوط، والتي كانت أيضًا مقصورة رائد الفضاء، عبارة عن كرة يبلغ قطرها 2.3 مترًا، ومغطاة بمادة استئصالية للحماية الحرارية أثناء إعادة الدخول. تم التحكم في المركبة الفضائية تلقائيًا بواسطة رائد الفضاء. أثناء الرحلة، تم الحفاظ عليها بشكل مستمر مع الأرض. الغلاف الجوي للسفينة عبارة عن خليط من الأكسجين والنيتروجين تحت ضغط 1 ATM. (760 ملم زئبق). تبلغ كتلة فوستوك-1 4730 كجم، ومع المرحلة الأخيرة من مركبة الإطلاق 6170 كجم. تم إطلاق مركبة فوستوك الفضائية إلى الفضاء 5 مرات، وبعد ذلك أُعلن أنها آمنة للطيران البشري.
بعد أربعة أسابيع من رحلة جاجارين في 5 مايو 1961، أصبح الكابتن الثالث آلان شيبرد أول رائد فضاء أمريكي.
ورغم أنه لم يصل إلى مدار الأرض، إلا أنه ارتفع فوق الأرض إلى ارتفاع حوالي 186 كيلومترا. تم إطلاق شيبرد من كيب كانافيرال إلى المركبة الفضائية ميركوري 3 باستخدام صاروخ باليستي معدل من ريدستون، وقضى 15 دقيقة و22 ثانية في الرحلة قبل أن يهبط في المحيط الأطلسي. لقد أثبت أن الشخص الذي يعاني من انعدام الوزن يمكنه ممارسة التحكم اليدوي في المركبة الفضائية. كانت المركبة الفضائية ميركوري مختلفة بشكل كبير عن مركبة فوستوك الفضائية.
كانت تتألف من وحدة واحدة فقط - كبسولة مأهولة على شكل مخروط مقطوع يبلغ طولها 2.9 مترًا وقطر قاعدتها 1.89 مترًا. وكان غلافها المختوم المصنوع من سبائك النيكل مزودًا ببطانة من التيتانيوم لحمايتها من الحرارة أثناء إعادة الدخول. يتكون الغلاف الجوي داخل عطارد من الأكسجين النقي تحت ضغط قدره 0.36 درجة مئوية.
في 20 فبراير 1962، وصلت الولايات المتحدة إلى مدار أرضي منخفض. تم إطلاق ميركوري 6، بقيادة المقدم في البحرية جون جلين، من كيب كانافيرال. أمضى جلين 4 ساعات و55 دقيقة فقط في المدار، وأكمل 3 مدارات قبل الهبوط الناجح. كان الغرض من رحلة جلين هو تحديد إمكانية عمل شخص في مركبة ميركوري الفضائية. آخر مرة أُطلق فيها عطارد إلى الفضاء كانت في 15 مايو 1963.
في 18 مارس 1965، تم إطلاق مركبة الفضاء "فوسخود" في المدار وعلى متنها رائدا فضاء - قائد السفينة العقيد بافيل إيفاروفيتش بيلييف، ومساعد الطيار اللفتنانت كولونيل أليكسي أرخيبوفيتش ليونوف. مباشرة بعد دخول المدار، قام الطاقم بتطهير أنفسهم من النيتروجين عن طريق استنشاق الأكسجين النقي. ثم تم نشر حجرة غرفة معادلة الضغط: دخل ليونوف إلى حجرة غرفة معادلة الضغط وأغلق غطاء فتحة المركبة الفضائية وخرج لأول مرة في العالم إلى الفضاء الخارجي. كان رائد الفضاء المزود بنظام دعم الحياة المستقل خارج مقصورة المركبة الفضائية لمدة 20 دقيقة، وفي بعض الأحيان كان يبتعد عن المركبة الفضائية على مسافة تصل إلى 5 أمتار. أثناء الخروج، كان متصلاً بالمركبة الفضائية فقط عن طريق الهاتف وكابلات القياس عن بعد. وبالتالي، تم التأكد عمليا من إمكانية بقاء رائد فضاء وعمله خارج المركبة الفضائية.
في 3 يونيو، تم إطلاق المركبة الفضائية جيمني 4 وعلى متنها القبطان جيمس ماكديفيت وإدوارد وايت. خلال هذه الرحلة التي استغرقت 97 ساعة و56 دقيقة، خرج وايت من المركبة الفضائية وقضى 21 دقيقة خارج قمرة القيادة لاختبار القدرة على المناورة في الفضاء باستخدام مسدس نفاث يعمل بالغاز المضغوط محمول باليد.
لسوء الحظ، لم يكن استكشاف الفضاء خاليًا من الضحايا. في 27 يناير 1967، توفي الطاقم الذي كان يستعد للقيام بأول رحلة مأهولة في إطار برنامج أبولو أثناء حريق داخل المركبة الفضائية، حيث احترق خلال 15 ثانية في جو من الأكسجين النقي. أصبح فيرجيل جريسوم وإدوارد وايت وروجر تشافي أول رواد فضاء أمريكيين يموتون في مهمة فضائية. في 23 أبريل، انطلقت المركبة الفضائية الجديدة سويوز-1 من قاعدة بايكونور، بقيادة العقيد فلاديمير كوماروف. كان الإطلاق ناجحًا.
وفي المدار الثامن عشر، بعد 26 ساعة و45 دقيقة من الإطلاق، بدأ كوماروف التوجه لدخول الغلاف الجوي. تمت جميع العمليات بشكل جيد، ولكن بعد دخول الغلاف الجوي والكبح، فشل نظام المظلة. توفي رائد الفضاء على الفور عندما اصطدمت مركبة الفضاء سويوز بالأرض بسرعة 644 كم/ساعة. وفي وقت لاحق، أخذ الفضاء بعيدا أكثر من واحد الحياة البشريةلكن هؤلاء الضحايا كانوا الأوائل.
وتجدر الإشارة إلى أن العالم يواجه من الناحية العلمية والإنتاجية الطبيعية عدداً من المشاكل العالميةوالتي يتطلب حلها تضافر جهود جميع الشعوب. هذه هي مشاكل موارد المواد الخام والطاقة والتحكم البيئي والحفاظ على المحيط الحيوي وغيرها. إن أبحاث الفضاء، وهي أحد أهم مجالات الثورة العلمية والتكنولوجية، سوف تلعب دورا كبيرا في حلها الأساسي. يُظهر رواد الفضاء بوضوح للعالم أجمع مدى فائدة العمل الإبداعي السلمي، وفوائد الجمع بين جهود مختلف البلدان في حل المشكلات العلمية والاقتصادية.
ما هي المشاكل التي يواجهها رواد الفضاء ورواد الفضاء أنفسهم؟ لنبدأ بدعم الحياة. ما هو دعم الحياة؟ دعم الحياة في الرحلات الفضائية هو الإنشاء والصيانة خلال الرحلة بأكملها في مقصورات المعيشة والعمل في المركبة الفضائية. مثل هذه الظروف التي من شأنها أن توفر للطاقم الأداء الكافي لأداء المهمة المعينة والحد الأدنى من احتمال حدوثها التغيرات المرضيةفي جسم الإنسان. كيف افعلها؟ من الضروري تقليل درجة تعرض الإنسان للعوامل الخارجية الضارة لرحلات الفضاء بشكل كبير - الفراغ، والأجسام النيزكية، والإشعاع المخترق، وانعدام الوزن، والحمولة الزائدة؛ تزويد الطاقم بالمواد والطاقة التي بدونها لا تكون حياة الإنسان الطبيعية ممكنة - الغذاء والماء والأكسجين والغذاء؛ إزالة نفايات الجسم والمواد الضارة بالصحة المنبعثة أثناء تشغيل أنظمة ومعدات المركبات الفضائية؛ توفير احتياجات الإنسان من الحركة والراحة والمعلومات الخارجية وظروف العمل العادية؛ تنظيم المراقبة الطبية للحالة الصحية للطاقم وإبقائها عند المستوى المطلوب. يتم تسليم الغذاء والماء إلى الفضاء في عبوات مناسبة، ويتم تسليم الأكسجين في شكل مرتبط كيميائيًا. إذا لم تقم باستعادة منتجات النفايات، فستحتاج إلى طاقم مكون من ثلاثة أشخاص لمدة عام واحد 11 طنًا من المنتجات المذكورة أعلاه، والتي ترى أنها ذات وزن وحجم كبير وكيف سيتم تخزين كل هذا على مدار العام ؟!
وفي المستقبل القريب، ستمكن أنظمة التجديد من إعادة إنتاج الأكسجين والماء بشكل شبه كامل على متن المحطة. لقد بدأوا في استخدام المياه بعد الغسيل والاستحمام، وتنقيتها في نظام التجديد، منذ وقت طويل. يتم تكثيف رطوبة الزفير في وحدة التبريد والتجفيف ثم يتم تجديدها. يتم استخراج الأكسجين القابل للتنفس من الماء النقي عن طريق التحليل الكهربائي، ويتفاعل غاز الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون القادم من المكثف لتكوين الماء، الذي يعمل على تشغيل المحلل الكهربائي. إن استخدام مثل هذا النظام يجعل من الممكن تقليل كتلة المواد المخزنة في المثال المذكور من 11 إلى 2 طن. في مؤخراتمارس زراعة أنواع مختلفة من النباتات مباشرة على متن السفينة، مما يجعل من الممكن تقليل إمدادات الطعام التي يجب نقلها إلى الفضاء؛ وقد ذكر تسيولكوفسكي ذلك في أعماله.
علم الفضاء
يساعد استكشاف الفضاء بعدة طرق في تطور العلوم:
وفي 18 ديسمبر 1980، تأسست ظاهرة تدفق الجزيئات من أحزمة إشعاع الأرض تحت الشذوذ المغناطيسي السلبي.
وأظهرت التجارب التي أجريت على الأقمار الصناعية الأولى أن الفضاء القريب من الأرض خارج الغلاف الجوي ليس "فارغاً" على الإطلاق. إنها مليئة بالبلازما، تتخللها تيارات من جزيئات الطاقة. في عام 1958، تم اكتشاف أحزمة إشعاع الأرض في الفضاء القريب - مصائد مغناطيسية عملاقة مليئة بالجسيمات المشحونة - البروتونات والإلكترونات عالية الطاقة.
لوحظت أعلى كثافة للإشعاع في الأحزمة على ارتفاعات عدة آلاف من الكيلومترات. وأظهرت التقديرات النظرية أن أقل من 500 كيلومتر. لا ينبغي أن يكون هناك زيادة في الإشعاع. لذلك، كان اكتشاف أول ك.ك. أثناء الرحلات الجوية غير متوقع على الإطلاق. مناطق الإشعاع المكثف على ارتفاعات تصل إلى 200-300 كم. اتضح أن هذا يرجع إلى المناطق الشاذة في المجال المغناطيسي للأرض.
وانتشرت دراسة الموارد الطبيعية للأرض باستخدام الطرق الفضائية، مما ساهم بشكل كبير في تنمية الاقتصاد الوطني.
كانت المشكلة الأولى التي واجهت الباحثين في مجال الفضاء عام 1980 هي مجموعة الأبحاث العلمية التي شملت معظم أهم مجالات العلوم الطبيعية الفضائية. كان هدفهم هو تطوير طرق لفك التشفير المواضيعي لمعلومات الفيديو متعددة الأطياف واستخدامها في حل المشكلات في علوم الأرض والقطاعات الاقتصادية. وتشمل هذه المهام: دراسة الهياكل العالمية والمحلية قشرة الأرضلفهم تاريخ تطورها.
أما المشكلة الثانية فهي إحدى المشاكل الفيزيائية والتقنية الأساسية للاستشعار عن بعد وتهدف إلى إنشاء كتالوجات للخصائص الإشعاعية للأجسام الأرضية ونماذج تحولها، مما سيجعل من الممكن تحليل حالة التكوينات الطبيعية وقت إطلاق النار والتنبؤ بديناميكياتها.
السمة المميزة للمشكلة الثالثة هي التركيز على خصائص الإشعاع الإشعاعي مناطق كبيرةيصل إلى الكوكب ككل، وذلك باستخدام بيانات حول المعلمات والشذوذات في مجالات الجاذبية والمغناطيسية الأرضية للأرض.
استكشاف الأرض من الفضاء
لقد قدر الإنسان لأول مرة دور الأقمار الصناعية في مراقبة حالة الأراضي الزراعية والغابات والموارد الطبيعية الأخرى للأرض بعد سنوات قليلة فقط من ظهور عصر الفضاء. بدأ الأمر في عام 1960، عندما تم، بمساعدة أقمار الأرصاد الجوية تيروس، الحصول على مخططات تشبه الخريطة للكرة الأرضية تحت السحب. لم تقدم هذه الصور التليفزيونية الأولى بالأبيض والأسود إلا القليل من المعرفة عن النشاط البشري، لكنها كانت مع ذلك خطوة أولى. وسرعان ما تم تطوير منتجات جديدة الوسائل التقنيةمما جعل من الممكن تحسين جودة الملاحظات. تم استخراج المعلومات من الصور متعددة الأطياف في مناطق الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء (IR). وكانت الأقمار الصناعية الأولى المصممة لتحقيق أقصى استفادة من هذه القدرات هي نوع لاندسات. على سبيل المثال، قام Landsat-D، وهو الرابع في السلسلة، برصد الأرض من ارتفاع يزيد عن 640 كيلومترًا باستخدام أجهزة استشعار متقدمة، مما يسمح للمستهلكين بتلقي معلومات أكثر تفصيلاً وفي الوقت المناسب. كان رسم الخرائط من أولى مجالات تطبيق صور سطح الأرض. في عصر ما قبل الأقمار الصناعية، تم رسم خرائط العديد من المناطق، حتى في المناطق المتقدمة من العالم، بشكل غير دقيق. ساعدت صور Landsat في تصحيح وتحديث بعض الخرائط الأمريكية الموجودة. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تبين أن الصور التي تم الحصول عليها من محطة ساليوت لا غنى عنها لمعايرة خط السكك الحديدية بام.
في منتصف السبعينيات، ناسا، الوزارة زراعةقررت الولايات المتحدة إظهار قدرات نظام الأقمار الصناعية في التنبؤ بأهم المحاصيل الزراعية وهو القمح. وقد امتدت عمليات رصد الأقمار الصناعية، التي تبين أنها دقيقة للغاية، لتشمل محاصيل أخرى في وقت لاحق. في نفس الوقت تقريبًا، في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم إجراء عمليات رصد المحاصيل الزراعية من الأقمار الصناعية لسلسلة Cosmos وMeteor وMonsoon وSalyut المدارية.
لقد كشف استخدام معلومات الأقمار الصناعية عن مزاياها التي لا يمكن إنكارها في تقدير حجم الأخشاب في مناطق شاسعة من أي بلد. لقد أصبح من الممكن إدارة عملية إزالة الغابات، وإذا لزم الأمر، تقديم توصيات بشأن تغيير معالم منطقة إزالة الغابات من وجهة نظر أفضل الحفاظ على الغابة. وبفضل صور الأقمار الصناعية، أصبح من الممكن أيضًا إجراء تقييم سريع لحدود حرائق الغابات، وخاصة الحرائق "على شكل تاج"، التي تتميز بها المناطق الغربية من أمريكا الشمالية، وكذلك منطقة بريموري والمناطق الجنوبية. شرق سيبيريافي روسيا.
من الأهمية بمكان بالنسبة للبشرية ككل القدرة على مراقبة اتساع المحيط العالمي بشكل شبه مستمر، وهو "تشكيل" الطقس. فوق طبقات مياه المحيط تنشأ الأعاصير والأعاصير الوحشية، مما يتسبب في سقوط العديد من الضحايا والدمار لسكان المناطق الساحلية. غالبًا ما يكون الإنذار المبكر للجمهور أمرًا بالغ الأهمية لإنقاذ حياة عشرات الآلاف من الأشخاص. تحديد مخزون الأسماك والمأكولات البحرية الأخرى له أيضًا أهمية كبيرة أهمية عملية. غالبًا ما تنحني تيارات المحيط وتغير مسارها وحجمها. على سبيل المثال، يمكن أن ينتشر تيار النينيو الدافئ في الاتجاه الجنوبي قبالة سواحل الإكوادور في بعض السنوات على طول ساحل بيرو حتى 12 درجة. س . وعندما يحدث هذا، تموت العوالق والأسماك بكميات هائلة، مما يتسبب في أضرار لا يمكن إصلاحها لمصايد الأسماك في العديد من البلدان، بما في ذلك روسيا. إن التركيزات الكبيرة من الكائنات البحرية وحيدة الخلية تزيد من نفوق الأسماك، ربما بسبب السموم التي تحتوي عليها. تساعد عمليات الرصد عبر الأقمار الصناعية في الكشف عن تقلبات هذه التيارات وتوفير معلومات مفيدة لمن يحتاجون إليها. ووفقاً لبعض التقديرات التي أجراها علماء روس وأميركيون، فإن التوفير في الوقود، إلى جانب "الصيد الإضافي" الناتج عن استخدام معلومات الأقمار الصناعية بالأشعة تحت الحمراء، يحقق ربحاً سنوياً قدره 2.44 مليون دولار. وقد أدى استخدام الأقمار الصناعية لأغراض المسح إلى تسهيل مهمة رسم المسار السفن البحرية. تكتشف الأقمار الصناعية أيضًا الجبال الجليدية والأنهار الجليدية التي تشكل خطورة على السفن. تعد المعرفة الدقيقة باحتياطيات الثلوج في الجبال وحجم الأنهار الجليدية مهمة مهمة للبحث العلمي، لأنه مع تطور المناطق القاحلة، تزداد الحاجة إلى المياه بشكل حاد.
كانت مساعدة رواد الفضاء لا تقدر بثمن في إنشاء أكبر عمل لرسم الخرائط - أطلس موارد الثلج والجليد في العالم.
أيضًا، بمساعدة الأقمار الصناعية، تم العثور على التلوث النفطي، وتلوث الهواء، والمعادن.
علم الفضاء
في فترة قصيرة من الزمن منذ بداية عصر الفضاء، لم يكتف الإنسان بإرسال محطات فضائية روبوتية إلى كواكب أخرى ووضعت أقدامه على سطح القمر، بل أحدث أيضًا ثورة في علوم الفضاء لم يسبق لها مثيل في التاريخ بأكمله من البشرية. إلى جانب التقدم التقني الكبير الذي أحدثه تطور الملاحة الفضائية، تم اكتساب معرفة جديدة حول كوكب الأرض والعوالم المجاورة. كان أحد الاكتشافات المهمة الأولى، التي لم تتم عن طريق الرؤية التقليدية، ولكن من خلال طريقة أخرى للمراقبة، هو إثبات حقيقة الزيادة الحادة في الارتفاع، بدءًا من ارتفاع عتبة معين، في شدة الأشعة الكونية التي كانت تعتبر في السابق متناحية الخواص. يعود هذا الاكتشاف إلى النمساوي دبليو إف هيس، الذي أطلق منطادًا غازيًا بمعداته إلى ارتفاعات عالية في عام 1946.
في عامي 1952 و 1953 أجرى الدكتور جيمس فان ألين أبحاثًا حول الأشعة الكونية منخفضة الطاقة أثناء إطلاق الصواريخ الصغيرة على ارتفاع 19-24 كم وبالونات على ارتفاعات عالية في منطقة القطب المغناطيسي الشمالي للأرض. بعد تحليل نتائج التجارب، اقترح فان ألين وضع كاشفات للأشعة الكونية بسيطة التصميم إلى حد ما على متن أول أقمار صناعية أمريكية للأرض.
وبمساعدة القمر الصناعي إكسبلورر 1، الذي أطلقته الولايات المتحدة في مداره في 31 يناير 1958، تم اكتشاف انخفاض حاد في شدة الإشعاع الكوني على ارتفاعات تزيد عن 950 كم. في نهاية عام 1958، سجل نظام Pioneer-3 AMS، الذي قطع مسافة تزيد عن 100000 كيلومتر في يوم واحد من الطيران، باستخدام أجهزة الاستشعار الموجودة على متنه، حزامًا إشعاعيًا ثانيًا يقع فوق الأول، والذي يحيط أيضًا بالحزام الإشعاعي للأرض. الكرة الأرضية بأكملها.
وفي أغسطس وسبتمبر 1958، تم تنفيذ ثلاثة تفجيرات ذرية على ارتفاع أكثر من 320 كيلومترًا، بقوة كل منها 1.5 كيلوطن. وكان الغرض من الاختبارات التي تحمل الاسم الرمزي "Argus" هو دراسة إمكانية فقدان الاتصالات الراديوية والرادارية أثناء مثل هذه الاختبارات. تعد دراسة الشمس من أهم المهام العلمية التي تم تخصيص العديد من عمليات إطلاق الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية لحلها.
"بايونير-4" الأمريكية - "بايونير-9" (1959-1968) تم نقلها من مدارات قريبة من الطاقة الشمسية إلى الأرض عن طريق الراديو معلومات حيويةحول بنية الشمس. وفي الوقت نفسه، تم إطلاق أكثر من عشرين قمرًا صناعيًا من سلسلة Intercosmos لدراسة الشمس والفضاء المحيط بالشمس.
الثقوب السوداء
تم اكتشاف الثقوب السوداء في الستينيات. اتضح أنه إذا كانت أعيننا تستطيع رؤية الأشعة السينية فقط، فإن السماء المرصعة بالنجوم فوقنا ستبدو مختلفة تمامًا. صحيح أن الأشعة السينية المنبعثة من الشمس تم اكتشافها حتى قبل ولادة رواد الفضاء، ولكن هناك مصادر أخرى السماء المرصعة بالنجومولم تشك. لقد التقينا بهم بالصدفة.
في عام 1962، قرر الأمريكيون التحقق مما إذا كانت الأشعة السينية تنبعث من سطح القمر، أطلقوا صاروخًا مزودًا بمعدات خاصة. عندها، عند معالجة نتائج المراقبة، أصبحنا مقتنعين بأن الأجهزة قد اكتشفت مصدرًا قويًا الأشعة السينية. وكان يقع في كوكبة العقرب. وبالفعل في السبعينيات، ذهب أول قمرين صناعيين، مصممين للبحث عن مصادر الأشعة السينية في الكون، إلى مدارهما - الأمريكي أوهورو والسوفيتي كوزموس -428.
بحلول هذا الوقت، كانت الأمور قد بدأت بالفعل تصبح أكثر وضوحا. تم ربط الأجسام التي تنبعث منها الأشعة السينية بنجوم بالكاد مرئية ولها خصائص غير عادية. كانت هذه جلطات مدمجة من البلازما غير ذات أهمية، بالطبع بالمعايير الكونية والأحجام والكتل، وتم تسخينها إلى عدة عشرات الملايين من الدرجات. على الرغم من مظهرها المتواضع للغاية، فإن هذه الأجسام تمتلك قوة هائلة من الأشعة السينية، أعلى بعدة آلاف المرات من التوافق الكامل للشمس.
وهي صغيرة الحجم، يبلغ قطرها حوالي 10 كيلومترات. ، كان على بقايا النجوم المحترقة تمامًا، المضغوطة بكثافة هائلة، أن تعلن عن نفسها بطريقة ما. ولهذا السبب تم "التعرف" على النجوم النيوترونية بسهولة في مصادر الأشعة السينية. ويبدو أن كل شيء مناسب. لكن الحسابات دحضت التوقعات: كان من المفترض أن تبرد النجوم النيوترونية المتكونة حديثًا على الفور وتتوقف عن إصدار الأشعة السينية، لكن هذه النجوم كانت تبعث الأشعة السينية.
باستخدام الأقمار الصناعية المطلقة، اكتشف الباحثون تغيرات دورية صارمة في التدفقات الإشعاعية لبعضها. كما تم تحديد فترة هذه الاختلافات - وعادةً لا تتجاوز عدة أيام. يمكن لنجمين فقط يدوران حول أنفسهما أن يتصرفا بهذه الطريقة، أحدهما يحجب الآخر بشكل دوري. وقد ثبت ذلك من خلال الملاحظة من خلال التلسكوبات.
من أين تحصل مصادر الأشعة السينية على الطاقة الإشعاعية الهائلة؟ الشرط الرئيسي لتحول النجم العادي إلى نجم نيوتروني هو التخميد الكامل للتفاعل النووي فيه. ولذلك يتم استبعاد الطاقة النووية. ثم ربما هذا الطاقة الحركيةجسم ضخم يدور بسرعة؟ في الواقع، إنه أمر رائع بالنسبة للنجوم النيوترونية. لكنها لا تستمر إلا لفترة قصيرة.
معظم النجوم النيوترونية لا توجد بمفردها، بل في أزواج مع نجم ضخم. ويعتقد المنظرون أن المصدر مخفي في تفاعلهم قوة جبارةالأشعة السينية الكونية. ويشكل قرصًا من الغاز حول النجم النيوتروني. عند القطبين المغناطيسيين للكرة النيوترونية، تسقط مادة القرص على سطحها، وتتحول الطاقة المكتسبة من الغاز إلى إشعاع أشعة سينية.
قدم Kosmos-428 أيضًا مفاجأة خاصة به. سجلت أجهزته ظاهرة جديدة غير معروفة تمامًا - ومضات الأشعة السينية. وفي يوم واحد، اكتشف القمر الصناعي 20 دفقة، لم تدوم كل منها أكثر من ثانية واحدة. وزادت قوة الإشعاع عشرات المرات. أطلق العلماء على مصادر مشاعل الأشعة السينية اسم الانفجارات. كما أنها ترتبط بالأنظمة الثنائية. إن أقوى التوهجات من حيث الطاقة المطلقة هي أقل عدة مرات فقط من الإشعاع الكلي لمئات المليارات من النجوم الموجودة في مجرتنا.
لقد أثبت المنظرون أن "الثقوب السوداء" التي تشكل جزءًا من أنظمة النجوم الثنائية يمكنها الإشارة إلى نفسها باستخدام الأشعة السينية. والسبب في حدوثه هو نفسه - تراكم الغاز. صحيح أن الآلية في هذه الحالة مختلفة بعض الشيء. يجب أن تسخن الأجزاء الداخلية لقرص الغاز المستقرة في "الحفرة" وبالتالي تصبح مصادر للأشعة السينية. بالانتقال إلى نجم نيوتروني، فقط تلك النجوم اللامعة التي لا تتجاوز كتلتها 2-3 كتل شمسية، تنتهي "حياتها". النجوم الأكبر حجما تعاني مصير "الثقب الأسود".
أخبرنا علم الفلك بالأشعة السينية عن المرحلة الأخيرة، وربما الأكثر اضطرابًا، في تطور النجوم. بفضلها، تعلمنا عن الانفجارات الكونية القوية، وعن الغاز الذي تبلغ درجات حرارته عشرات ومئات الملايين من الدرجات، وعن إمكانية وجود حالة فائقة الكثافة غير عادية تمامًا من المواد في "الثقوب السوداء".
ماذا يعطينا الفضاء أيضًا؟ ومنذ فترة طويلة لم تذكر البرامج التلفزيونية أن البث يتم عبر الأقمار الصناعية. وهذا دليل آخر على النجاح الهائل في تصنيع الفضاء الذي أصبح جزءا لا يتجزأ من حياتنا. أقمار الاتصالات تتشابك العالم حرفيًا بخيوط غير مرئية. ولدت فكرة إنشاء أقمار صناعية للاتصالات بعد وقت قصير من الحرب العالمية الثانية، عندما طرح أ. كلارك في عدد أكتوبر 1945 من مجلة Wireless World. قدم مفهومه لمحطة ترحيل الاتصالات الواقعة على ارتفاع 35880 كيلومترًا فوق الأرض.
كانت ميزة كلارك هي أنه حدد المدار الذي يكون فيه القمر الصناعي ثابتًا بالنسبة للأرض. ويسمى هذا المدار مدارًا ثابتًا بالنسبة إلى الأرض أو مدار كلارك. عند التحرك في مدار دائري على ارتفاع 35880 كم، تكتمل دورة واحدة خلال 24 ساعة، أي. خلال فترة الدوران اليومي للأرض. إن القمر الصناعي الذي يتحرك في مثل هذا المدار سيكون دائمًا فوق نقطة معينة على سطح الأرض.
تم إطلاق أول قمر صناعي للاتصالات، تلستار-1، إلى مدار أرضي منخفض بمقاييس 950 × 5630 كم، حدث ذلك في 10 يوليو 1962. وبعد مرور عام تقريبًا، تم إطلاق القمر الصناعي Telstar-2. أظهر البث التلفزيوني الأول العلم الأمريكي في نيو إنجلاند مع وجود محطة أندوفر في الخلفية. تم نقل هذه الصورة إلى بريطانيا العظمى وفرنسا وإلى المحطة الأمريكية في الولاية. نيو جيرسي بعد 15 ساعة من إطلاق القمر الصناعي. وبعد أسبوعين، شاهد الملايين من الأوروبيين والأميركيين المفاوضات بين الناس على السواحل المتقابلة المحيط الأطلسي. لم يتحدثوا فحسب، بل رأوا بعضهم البعض أيضًا، ويتواصلون عبر الأقمار الصناعية. ويمكن للمؤرخين اعتبار هذا اليوم تاريخ ميلاد التلفزيون الفضائي. الأكبر في العالم النظام الحكوميتم إنشاء الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في روسيا. بدأت في أبريل 1965. إطلاق أقمار صناعية من سلسلة مولنيا، والتي تم إطلاقها في مدارات إهليلجية طويلة للغاية مع ذروتها فوق نصف الكرة الشمالي. تتضمن كل سلسلة أربعة أزواج من الأقمار الصناعية تدور على مسافة زاوية من بعضها البعض تبلغ 90 درجة.
تم بناء أول نظام اتصالات فضائية بعيدة المدى، أوربيتا، على أساس أقمار مولنيا الصناعية. في ديسمبر 1975 تم تجديد عائلة أقمار الاتصالات باستخدام القمر الصناعي Raduga الذي يعمل في مدار ثابت بالنسبة للأرض. ثم ظهر القمر الصناعي إكران بجهاز إرسال أقوى ومحطات أرضية أبسط. بعد التطوير الأول للأقمار الصناعية، بدأت فترة جديدة في تطور تكنولوجيا الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، عندما بدأ وضع الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض تتحرك فيه بشكل متزامن مع دوران الأرض. وقد مكّن ذلك من إقامة اتصالات على مدار الساعة بين المحطات الأرضية باستخدام أقمار الجيل الجديد: الأقمار الصناعية سينكوم الأمريكية وإيرلي بيرد وإنتلسات والقمر الصناعي رادوغا وهورايزون الروسي.
يرتبط المستقبل العظيم بوضع مجمعات الهوائيات في المدار الثابت بالنسبة للأرض.
في 17 يونيو 1991، تم إطلاق القمر الصناعي الجيوديسي ERS-1 إلى مداره. المهمة الرئيسيةكان من المفترض أن تقوم الأقمار الصناعية بمراقبة المحيطات والكتل الأرضية المغطاة بالجليد لتزويد علماء المناخ وعلماء المحيطات والمجموعات البيئية ببيانات عن هذه المناطق التي لم يتم استكشافها إلا قليلاً. تم تجهيز القمر الصناعي بأحدث معدات الموجات الدقيقة، والتي بفضلها أصبح جاهزًا لأي طقس: تخترق "عيون" الرادار الخاصة به الضباب والسحب وتوفر صورة واضحة لسطح الأرض، من خلال الماء، وعبر الأرض. - ومن خلال الجليد. كان الهدف من ERS-1 هو تطوير خرائط الجليد، والتي من شأنها أن تساعد لاحقًا في تجنب العديد من الكوارث المرتبطة باصطدام السفن بالجبال الجليدية، وما إلى ذلك.
مع كل ذلك، فإن تطوير طرق الشحن هو الحديث بلغات مختلفة، فقط غيض من فيض، إذا كنت تتذكر فقط فك تشفير بيانات ERS على المحيطات والمساحات المغطاة بالجليد على الأرض. ونحن على علم بالتوقعات المثيرة للقلق بشأن ارتفاع درجة حرارة الأرض بشكل عام، مما سيؤدي إلى ذوبان القمم القطبية وارتفاع منسوب مياه البحار. سوف تغمر المياه جميع المناطق الساحلية، وسيعاني الملايين من الناس.
لكننا لا نعرف مدى صحة هذه التوقعات. توفر الملاحظات طويلة المدى للمناطق القطبية بواسطة ERS-1 والقمر الصناعي اللاحق له ERS-2 في أواخر خريف عام 1994 بيانات يمكن من خلالها استخلاص استنتاجات حول هذه الاتجاهات. إنهم يقومون بإنشاء نظام "للكشف المبكر" في حالة ذوبان الجليد.
وبفضل الصور التي أرسلها القمر الصناعي ERS-1 إلى الأرض، نعلم أن قاع المحيط بجباله ووديانه "منطبع" على سطح المياه. وبهذه الطريقة، يمكن للعلماء الحصول على فكرة عما إذا كانت المسافة من القمر الصناعي إلى سطح البحر (التي يتم قياسها في حدود عشرة سنتيمترات بواسطة أجهزة قياس الارتفاع الرادارية عبر الأقمار الصناعية) هي مؤشر على ارتفاع منسوب سطح البحر، أو ما إذا كانت "بصمة" لكائن ما. الجبل في الأسفل.
على الرغم من أن القمر الصناعي ERS-1 كان مصممًا في الأصل لرصد المحيطات والجليد، إلا أنه سرعان ما أثبت تعدد استخداماته على الأرض. وفي الزراعة والغابات ومصايد الأسماك والجيولوجيا ورسم الخرائط، يعمل المتخصصون مع البيانات التي توفرها الأقمار الصناعية. نظرًا لأن ERS-1 لا يزال قيد التشغيل بعد ثلاث سنوات من مهمته، فإن العلماء لديهم فرصة لتشغيله مع ERS-2 في مهام مشتركة، جنبًا إلى جنب. وسوف يحصلون على معلومات جديدة حول تضاريس سطح الأرض ويقدمون المساعدة، على سبيل المثال، في التحذير من الزلازل المحتملة.
ونظرًا للمشاكل البيئية العالمية العديدة التي يجب أن يوفر كل من ERS-1 وERS-2 معلومات أساسية لمعالجتها، يبدو أن تخطيط طرق الشحن هو نتيجة ثانوية نسبيًا لهذا الجيل الجديد من الأقمار الصناعية. ولكن هذا هو أحد المجالات التي يتم فيها استغلال إمكانية الاستخدام التجاري لبيانات الأقمار الصناعية بشكل مكثف بشكل خاص. وهذا يساعد في تمويل المهام الهامة الأخرى. وهذا له تأثير يصعب المبالغة في تقديره على حماية البيئة: فطرق الشحن الأسرع تتطلب استهلاكًا أقل للطاقة. أو دعونا نتذكر ناقلات النفط التي جنحت أثناء العواصف أو انكسرت وغرقت، وفقدت حمولتها الخطرة بيئيا. يساعد تخطيط الطريق الموثوق به على تجنب مثل هذه الكوارث.
استكشاف الفضاء هو عملية دراسة واستكشاف الفضاء الخارجي، بمساعدة المركبات المأهولة الخاصة، وكذلك المركبات الآلية.
المرحلة الأولى – الإطلاق الأول للمركبة الفضائية
يعتبر تاريخ بدء استكشاف الفضاء هو 4 أكتوبر 1957 - وهذا هو اليوم الذي أطلق فيه الاتحاد السوفيتي أول مركبة فضائية - سبوتنيك -1 كجزء من برنامجه الفضائي. في مثل هذا اليوم يتم الاحتفال بيوم رواد الفضاء سنويًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ثم في روسيا.تنافست الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي مع بعضهما البعض في استكشاف الفضاء وبقيت المعركة الأولى مع الاتحاد.
المرحلة الثانية – أول رجل في الفضاء
يوم أكثر أهمية في إطار استكشاف الفضاء في الاتحاد السوفيتي هو الإطلاق الأول لمركبة فضائية على متنها رجل، وهو يوري جاجارين.أصبح غاغارين أول شخص يصعد إلى الفضاء ويعود سالماً إلى الأرض.
المرحلة الثالثة – الهبوط الأول على سطح القمر
على الرغم من أن الاتحاد السوفيتي كان أول من ذهب إلى الفضاء وحتى أول من أطلق شخصًا في مدار حول الأرض، إلا أن الولايات المتحدة أصبحت أول من تمكن رواد الفضاء من الهبوط بنجاح على أقرب جسم فضائي من الأرض - القمر الصناعي القمري.وقع هذا الحدث المشؤوم في 21 يوليو 1969 كجزء من برنامج الفضاء أبولو 11 التابع لناسا. أول من مشى على سطح الأرض هو الأمريكي نيل أرمسترونج. ثم قيلت العبارة الشهيرة في الأخبار: "هذه خطوة صغيرة للإنسان، ولكنها قفزة هائلة للبشرية جمعاء". لم يتمكن أرمسترونغ من زيارة سطح القمر فحسب، بل جلب أيضًا عينات من التربة إلى الأرض.
المرحلة الرابعة - الإنسانية تتجاوز النظام الشمسي
في عام 1972، تم إطلاق مركبة فضائية تسمى بايونير 10، والتي بعد مرورها بالقرب من زحل، تجاوزت النظام الشمسي. وعلى الرغم من أن بايونير 10 لم يقدم أي جديد عن العالم خارج نظامنا، إلا أنه أصبح دليلا على أن البشرية قادرة على الوصول إلى أنظمة أخرى.المرحلة الخامسة – إطلاق المركبة الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام كولومبيا
في عام 1981، أطلقت وكالة ناسا مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام تسمى كولومبيا، والتي ظلت في الخدمة لأكثر من عشرين عامًا وتقوم بما يقرب من ثلاثين رحلة إلى الفضاء الخارجي، مما يوفر معلومات مفيدة بشكل لا يصدق عنها للإنسان. سيتقاعد المكوك كولومبيا في عام 2003 لإفساح المجال أمام مركبات فضائية أحدث.المرحلة السادسة – إطلاق محطة مير الفضائية المدارية
وفي عام 1986، أطلق الاتحاد السوفييتي محطة مير الفضائية إلى المدار، والتي عملت حتى عام 2001. في المجموع، بقي أكثر من 100 رواد فضاء وكان هناك أكثر من ألفي تجربة مهمة.
تم إطلاق أول قمر صناعي للأرض الاصطناعي في العالم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في 4 أكتوبر 1957. في مثل هذا اليوم، رفع وطننا علم عصر جديد في التقدم العلمي والتكنولوجي للبشرية. وفي نفس العام احتفلنا بالذكرى الأربعين لثورة أكتوبر الاشتراكية العظمى. وترتبط هذه الأحداث والتواريخ بمنطق التاريخ. وفي فترة قصيرة تحولت دولة زراعية متخلفة صناعيا إلى قوة صناعية قادرة على تحقيق أحلام البشرية الأكثر جرأة. منذ ذلك الحين، تم إنشاء عدد كبير من المركبات الفضائية من مختلف الأنواع في بلدنا - الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية (AES)، والمركبات الفضائية المأهولة (PCS)، والمحطات المدارية (OS)، والمحطات الأوتوماتيكية بين الكواكب (MAC). تم إطلاق مجموعة واسعة من الأبحاث العلمية في الفضاء القريب من الأرض. أصبح القمر والمريخ والزهرة متاحين للدراسة المباشرة. اعتمادًا على المهام التي تحلها، تنقسم الأقمار الصناعية للأرض إلى أقمار علمية، وأرصاد جوية، وملاحية، واتصالات، وعلوم المحيطات، واستكشاف الموارد الطبيعية، وما إلى ذلك. بعد اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، دخلت الولايات المتحدة الفضاء (1 فبراير 1958)، حيث أطلقت إكسبلورر-1 الأقمار الصناعية. أصبحت فرنسا القوة الفضائية الثالثة (26 نوفمبر 1965، القمر الصناعي أستريكس-1)؛ الرابع - اليابان (11 فبراير 1970، القمر الصناعي أوسومي)؛ الخامس - الصين (24 أبريل 1970، القمر الصناعي دونغفانغهونغ)؛ السادس - بريطانيا العظمى (28 أكتوبر 1971، القمر الصناعي بروسبيرو)؛ السابع - الهند (18 يوليو 1980، القمر الصناعي روهيني). تم إطلاق كل من الأقمار الصناعية المذكورة إلى المدار بواسطة مركبة إطلاق محلية.
كان أول قمر صناعي عبارة عن كرة يبلغ قطرها 58 سم ووزنها 83.6 كجم. وكان له مدار إهليلجي طويل بارتفاع 228 كيلومترًا عند الحضيض و947 كيلومترًا عند الأوج، وظل موجودًا كجسم كوني لمدة ثلاثة أشهر تقريبًا. بالإضافة إلى التحقق من صحة الحسابات الأساسية والحلول التقنية، أصبح من الممكن لأول مرة قياس كثافة الغلاف الجوي العلوي والحصول على بيانات حول انتشار الإشارات الراديوية في طبقة الأيونوسفير.
تم إطلاق القمر الصناعي السوفيتي الثاني في 3 نوفمبر 1957. وكان على متنه الكلبة لايكا، وتم إجراء الأبحاث البيولوجية والفيزيائية الفلكية. تم إطلاق القمر الصناعي السوفيتي الثالث (أول مختبر جيوفيزيائي علمي في العالم) إلى مداره في 15 مايو 1958، وتم تنفيذ برنامج واسع للبحث العلمي، وتم اكتشاف المنطقة الخارجية لأحزمة الإشعاع. وبعد ذلك، تم تطوير وإطلاق الأقمار الصناعية في بلادنا لأغراض مختلفة. إطلاق أقمار سلسلة "كوزموس" (البحث العلمي في مجال الفيزياء الفلكية والجيوفيزياء والطب والأحياء ودراسة الموارد الطبيعية وغيرها)، وأقمار الأرصاد الجوية من سلسلة "ميتيور"، وأقمار الاتصالات والمحطات العلمية و بحث النشاط الشمسي(القمر الصناعي "التوقعات")، الخ.
بعد ثلاث سنوات ونصف فقط من إطلاق أول قمر صناعي، حدثت رحلة بشرية إلى الفضاء الخارجي - مواطن اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية يوري ألكسيفيتش غاغارين. في 12 أبريل 1961، أُطلقت المركبة الفضائية فوستوك إلى مدار أرضي منخفض في الاتحاد السوفييتي، بقيادة رائد الفضاء يو غاغارين. واستغرقت رحلته 108 دقيقة. كان يو جاجارين أول من قام بمراقبة بصرية لسطح الأرض من الفضاء. أصبح برنامج رحلات فوستوك المأهولة هو الأساس الذي استند إليه تطوير رواد الفضاء المأهولين المحليين. في 6 أغسطس 1961، قام رائد الفضاء جي.تيتوف بتصوير الأرض من الفضاء لأول مرة. ويمكن اعتبار هذا التاريخ بداية التصوير الفضائي المنهجي للأرض. وفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم التقاط أول صورة تلفزيونية للأرض من القمر الصناعي مولنيا-1 في عام 1966 من مسافة 40 ألف كيلومتر.
إن منطق تطور الملاحة الفضائية هو الذي يملي الخطوات اللاحقة في استكشاف الفضاء. تم إنشاء مركبة فضائية مأهولة جديدة، سويوز. أتاحت المحطات المدارية المأهولة طويلة المدى (OS) استكشاف الفضاء القريب من الأرض بشكل منهجي وهادف. تعد المحطة المدارية طويلة المدى "ساليوت" نوعًا جديدًا من المركبات الفضائية. تتيح الدرجة العالية من التشغيل الآلي للمعدات الموجودة على متنها وجميع الأنظمة إمكانية إجراء برنامج متنوع للبحث في الموارد الطبيعية للأرض. تم إطلاق أول نظام تشغيل Salyut OS في أبريل 1971. وفي يونيو 1971، أجرى رواد الفضاء الطيارون ج.دوبروفولسكي وف.فولكوف وف.باتساييف أول مراقبة متعددة الأيام في محطة ساليوت. في عام 1975، قام رواد الفضاء P. Klimuk و V. Sevastyanov برحلة مدتها 63 يومًا على متن محطة Salyut-4، وقاموا بتسليم مواد مكثفة حول دراسة الموارد الطبيعية إلى الأرض. غطى المسح الشامل أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في خطوط العرض الوسطى والجنوبية.
على متن المركبة الفضائية Soyuz-22 (رواد الفضاء V. Bykovsky و V. Aksenov في عام 1976) تم تصوير سطح الأرض باستخدام كاميرا MKF-6، التي تم تطويرها في جمهورية ألمانيا الديمقراطية واتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وتم تصنيعها في جمهورية ألمانيا الديمقراطية. سمحت الكاميرا بالتصوير في 6 نطاقات من الطيف الكهرومغناطيسي. وقام رواد الفضاء بتسليم أكثر من 2000 صورة إلى الأرض، غطت كل منها مساحة 165×115 كم. السمة الرئيسية للصور الملتقطة بكاميرا MKF-6 هي القدرة على الحصول على مجموعات من الصور الملتقطة في أجزاء مختلفة من الطيف. في مثل هذه الصور، لا يتوافق انتقال الضوء مع الألوان الحقيقية للأجسام الطبيعية، ولكنه يستخدم لزيادة التباين بين الأجسام ذات السطوع المختلف، أي أن مجموعة المرشحات تجعل من الممكن تظليل الكائنات المدروسة في نطاق الألوان المطلوب .
تم تنفيذ قدر كبير من العمل في مجال استكشاف الأرض من الفضاء من المحطة المدارية من الجيل الثاني ساليوت 6، التي تم إطلاقها في سبتمبر 1977. وكان لهذه المحطة منفذين لرسو السفن. بمساعدة سفينة شحن النقل Progress (التي تم إنشاؤها على أساس المركبة الفضائية Soyuz) تم تسليم الوقود والغذاء والمعدات العلمية وما إلى ذلك إليها، مما جعل من الممكن زيادة مدة الرحلة. تم تشغيل مجمع Salyut-6 - Soyuz - Progress في الفضاء القريب من الأرض لأول مرة. في محطة ساليوت 6، التي استمرت رحلتها 4 سنوات و11 شهرًا (وفي الوضع المأهول - 676 يومًا)، تم إجراء 5 رحلات طويلة (96، 140، 175، 185 و 75 يومًا). بالإضافة إلى الرحلات الجوية الطويلة (الرحلات الاستكشافية)، عمل المشاركون في الرحلات الاستكشافية قصيرة المدى (أسبوع واحد) في محطة ساليوت-6 مع الطواقم الرئيسية. على متن المحطة المدارية ساليوت 6 والمركبة الفضائية سويوز من مارس 1978 إلى مايو 1981. تم تنفيذ الرحلات الجوية بواسطة أطقم دولية من مواطني اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وتشيكوسلوفاكيا وبولندا وألمانيا الشرقية وبيلاروسيا والمجر وفيتنام وكوبا ومنغوليا والجمهورية الاشتراكية. وتم تنفيذ هذه الرحلات وفقا للبرنامج عمل مشتركفي مجال أبحاث واستخدام الفضاء الخارجي، في إطار التعاون المتعدد الأطراف لدول المجتمع الاشتراكي، والذي أطلق عليه اسم "إنتركوسموس".
في 19 أبريل 1982، تم إطلاق المحطة المدارية طويلة المدى ساليوت-7 إلى المدار، وهي نسخة حديثة من محطة ساليوت-6. تم استبدال Soyuz PKK بسفن جديدة أكثر حداثة من سلسلة Soyuz-T (تم إجراء أول رحلة تجريبية مأهولة لـ Soyuz PKK في عام 1980).
في 13 مايو 1982، تم إطلاق المركبة الفضائية Soyuz T-5 مع رواد الفضاء V. Lebedev وA. Berezov. أصبحت هذه الرحلة هي الأطول في تاريخ رواد الفضاء، واستمرت 211 يوما. تم تخصيص مكان مهم في العمل لدراسة الموارد الطبيعية للأرض. ولهذا الغرض، قام رواد الفضاء بمراقبة وتصوير سطح الأرض ومياه المحيط العالمي بانتظام. تم الحصول على حوالي 20 ألف صورة لسطح الأرض. خلال رحلتهم، التقى V. Lebedev وA. Berezova مرتين مع رواد الفضاء من الأرض. في 25 يوليو 1982، وصل طاقم دولي يتكون من رواد الفضاء الطيارين V. Dzhanibekov وA. Ivanchenkov والمواطن الفرنسي جان لوب كريتيان إلى المجمع المداري Salyut-7 - Soyuz T-5. في الفترة من 20 إلى 27 أغسطس 1982، عمل رواد الفضاء إل بوبوف وأ. سيريبروف وثاني باحثة فضاء في العالم س. سافيتسكايا في المحطة. تتم معالجة المواد التي تم الحصول عليها خلال الرحلة التي استغرقت 211 يومًا ويتم استخدامها بالفعل على نطاق واسع في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني لبلدنا.
بالإضافة إلى دراسة الأرض، كانت دراسة الكواكب الأرضية والأجرام السماوية الأخرى في المجرة من المجالات المهمة لرواد الفضاء السوفييتيين. وفي 14 سبتمبر 1959، وصلت المحطة الأوتوماتيكية السوفيتية لونا-2 إلى سطح القمر لأول مرة، وفي نفس العام تم تصوير الجانب البعيد من القمر لأول مرة من محطة لونا-3. تم بعد ذلك تصوير سطح القمر عدة مرات بواسطة محطاتنا. تم تسليم تربة القمر إلى الأرض (محطات "لونا-16، 20، 24")، وتم تحديد تركيبها الكيميائي.
قامت محطات الكواكب الآلية (AIS) باستكشاف كوكب الزهرة والمريخ.
انطلقت 7 مركبات فضائية من سلسلة "المريخ" إلى كوكب المريخ. في 2 ديسمبر 1971، تم تنفيذ أول هبوط سلس في تاريخ الملاحة الفضائية على سطح المريخ (مركبة النزول Mars-3). تنقل المعدات المثبتة في محطات المريخ إلى الأرض معلومات حول درجة الحرارة والضغط في الغلاف الجوي وبنيته وتركيبه الكيميائي. وتم الحصول على صور تلفزيونية لسطح الكوكب.
انطلقت 16 مركبة فضائية من سلسلة «الزهرة» نحو كوكب الزهرة. في عام 1967، ولأول مرة في تاريخ الملاحة الفضائية، تم إجراء قياسات علمية مباشرة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة (الضغط، درجة الحرارة، الكثافة، التركيب الكيميائي) أثناء نزول مركبة الهبوط فينيرا-4 بالمظلة وتم نقل نتائج القياسات الى الارض. وفي عام 1970، كانت وحدة الهبوط فينيرا-7 هي الأولى في العالم التي تقوم بهبوط سلس ونقل المعلومات العلمية إلى الأرض، وفي عام 1975، هبطت وحدتا الهبوط فينيرا-9 وفينيرا-10 إلى سطح الكوكب. ومن خلال فاصل زمني مدته 3 أيام، قاموا بنقل صور بانورامية لسطح كوكب الزهرة إلى الأرض (كانت مواقع هبوطهم على بعد 2200 كيلومتر عن بعضها البعض). أصبحت المحطات نفسها أول أقمار صناعية لكوكب الزهرة.
وفقًا لبرنامج البحث الإضافي، في 30 أكتوبر و4 نوفمبر 1981، تم إطلاق القمرين الصناعيين Venera-13 وVenera-14، ووصلا إلى كوكب الزهرة في أوائل مارس 1983. قبل يومين من دخول الغلاف الجوي من محطة Venera-13، 13” انفصلت وحدة الهبوط، ومرت المحطة نفسها على مسافة 36 ألف كيلومتر من سطح الكوكب. قامت مركبة الهبوط بهبوط سلس أثناء الهبوط، وتم إجراء تجارب لدراسة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. جهاز أخذ عينات تربة الحفر يتم تركيبه على الجهاز لمدة دقيقتين. تعمقت في تربة سطح الكوكب، وتم تحليلها ونقل البيانات إلى الأرض. نقلت أجهزة القياس عن بعد صورة بانورامية للكوكب إلى الأرض (تم التصوير من خلال مرشحات الألوان)، وتم الحصول على صورة ملونة لسطح الكوكب. قامت وحدة الهبوط في محطة Venera-14 بهبوط سلس على بعد حوالي 1000 كيلومتر من الوحدة السابقة. وباستخدام المعدات المثبتة، تم أيضًا أخذ عينة من التربة وإرسال صورة للكوكب. تستمر محطتا فينيرا-13 وفينيرا-14 في التحليق في مدار حول مركزية الشمس.
دخلت رحلة سويوز أبولو السوفيتية الأمريكية تاريخ الملاحة الفضائية. في يوليو 1975، قام رواد الفضاء السوفييت أ. ليونوف وف. كوباسوف ورواد الفضاء الأمريكيون ت. ستافورد وفي. براند ود. سلايتون بأول رحلة مشتركة في تاريخ الملاحة الفضائية للمركبة الفضائية السوفيتية والأمريكية سويوز وأبولو.
لقد تطور التعاون العلمي السوفيتي الفرنسي بنجاح (لأكثر من 15 عامًا) - حيث تم إجراء تجارب مشتركة، وتم تطوير المعدات العلمية والبرامج التجريبية بشكل مشترك من قبل المتخصصين السوفييت والفرنسيين. وفي عام 1972، أطلقت مركبة إطلاق سوفيتية القمر الصناعي للاتصالات مولنيا-1 والقمر الصناعي الفرنسي ماك إلى مدارهما، وفي عام 1975، أطلقت القمر الصناعي مولنيا-1 والقمر الصناعي ماس-2. حاليا، يستمر هذا التعاون بنجاح.
تم إطلاق قمرين صناعيين هنديين للأرض إلى مدارهما من أراضي الاتحاد السوفييتي.
من أول قمر صناعي صغير وبسيط نسبيًا إلى أقمار الأرض الحديثة، ومحطات الكواكب الأوتوماتيكية الأكثر تعقيدًا، والمركبات الفضائية المأهولة والمحطات المدارية - هذا هو مسار رواد الفضاء خلال خمسة وعشرين عامًا.
الآن وصلت أبحاث الفضاء إلى مرحلة جديدة. طرح المؤتمر السادس والعشرون للحزب الشيوعي مهمة هامةمزيد من المعرفة والاستكشاف العملي للفضاء.
تشكلت الملاحة الفضائية كعلم ثم كفرع عملي في منتصف القرن العشرين. لكن سبق ذلك تاريخ رائع عن ولادة وتطور فكرة الطيران إلى الفضاء، والتي بدأت بالخيال، وعندها فقط ظهرت الأعمال والتجارب النظرية الأولى.
وهكذا، في البداية في أحلام الإنسان، تم تنفيذ الرحلة إلى الفضاء الخارجي بمساعدة وسائل أو قوى الطبيعة الرائعة (الأعاصير، الأعاصير). أقرب إلى القرن العشرين، كانت الوسائل التقنية موجودة بالفعل في أوصاف كتاب الخيال العلمي لهذه الأغراض - البالونات والبنادق فائقة القوة وأخيرا محركات الصواريخ والصواريخ نفسها. نشأ أكثر من جيل من الرومانسيين الشباب على أعمال ج. فيرن، ج. ويلز، أ. تولستوي، أ. كازانتسيف، والتي كان أساسها وصف السفر إلى الفضاء.كل ما وصفه كتاب الخيال العلمي أثار عقول العلماء. لذلك، ك. قال تسيولكوفسكي: «يأتي أولاً لا محالة: الفكر، والخيال، والحكاية الخيالية، وخلفها تأتي الحسابات الدقيقة». تم نشر الأعمال النظرية لرواد الملاحة الفضائية في بداية القرن العشرين ك. تسيولكوفسكي، ف. تسانديرا ، يو.في. كوندراتيوك، ر.خ. Goddard، G. Ganswindt، R. Hainault-Peltry، G. Aubert، V. Homan حدت إلى حد ما من رحلة الخيال، ولكن في الوقت نفسه أدت إلى اتجاهات جديدة في العلوم - ظهرت محاولات لتحديد ما يمكن أن يقدمه رواد الفضاء المجتمع ومدى تأثيره عليه.
ولا بد من القول أن فكرة الربط بين الاتجاهين الكوني والأرضي النشاط البشريينتمي إلى مؤسس رواد الفضاء النظري ك. تسيولكوفسكي. عندما قال أحد العلماء: "الكوكب هو مهد العقل، لكن لا يمكنك العيش إلى الأبد في المهد"، فهو لم يطرح بدائل - سواء الأرض أو الفضاء. لم يفكر تسيولكوفسكي أبدًا في الذهاب إلى الفضاء كنتيجة لبعض اليأس من الحياة على الأرض. على العكس من ذلك، تحدث عن التحول العقلاني لطبيعة كوكبنا بقوة العقل. وقال العالم إن الناس “سيغيرون سطح الأرض ومحيطاتها وغلافها الجوي ونباتاتها وأنفسهم. سيتحكمون في المناخ وسيحكمون داخل النظام الشمسي، كما هو الحال على الأرض نفسها، التي ستبقى موطنًا للبشرية لفترة طويلة إلى أجل غير مسمى."
البداية في الاتحاد السوفياتي العمل التطبيقيفي برامج الفضاء يرتبط بأسماء S.P. كوروليفا وم.ك. تيخونرافوفا. في بداية عام 1945 م. نظم تيخونرافوف مجموعة من المتخصصين في RNII لتطوير مشروع لمركبة صاروخية مأهولة على ارتفاعات عالية (مقصورة بها رائدا فضاء) لدراسة الطبقات العليا من الغلاف الجوي. ضمت المجموعة ن.ج. تشيرنيشيف، ب. إيفانوف ، ف.ن. جالكوفسكي، ج.م. موسكالينكو وآخرون تقرر إنشاء المشروع على أساس صاروخ سائل أحادي المرحلة مصمم للطيران العمودي على ارتفاع يصل إلى 200 كيلومتر.
يوفر هذا المشروع (الذي كان يسمى VR-190) حل المهام التالية:
- دراسة ظروف انعدام الوزن أثناء الطيران الحر قصير المدى لشخص ما في مقصورة مضغوطة؛
- دراسة حركة مركز كتلة المقصورة وحركتها حول مركز الكتلة بعد الانفصال عن مركبة الإطلاق؛
- الحصول على بيانات عن الطبقات العليا من الغلاف الجوي؛ التحقق من وظائف الأنظمة (الفصل، الهبوط، التثبيت، الهبوط، إلخ) المضمنة في تصميم المقصورة على ارتفاعات عالية.
كان مشروع VR-190 أول من اقترح الحلول التالية التي وجدت تطبيقًا في المركبات الفضائية الحديثة:
- نظام هبوط المظلة، محرك صاروخي لكبح الهبوط الناعم، نظام فصل باستخدام البراغي الحرارية؛
- قضيب اتصال كهربائي للإشعال المسبق لمحرك الهبوط الناعم، ومقصورة محكمة الغلق غير قابلة للقذف مع نظام دعم الحياة؛
- نظام تثبيت المقصورة خارج طبقات الغلاف الجوي الكثيفة باستخدام فوهات منخفضة الدفع.
بشكل عام، كان مشروع VR-190 عبارة عن مجمع من الحلول والمفاهيم التقنية الجديدة، والتي تم تأكيدها الآن من خلال التقدم المحرز في تطوير تكنولوجيا الصواريخ والفضاء المحلية والأجنبية. في عام 1946، تم الإبلاغ عن مواد مشروع VR-190 إلى M.K. تي خونرافوف آي في. ستالين. منذ عام 1947، عمل تيخونرافوف ومجموعته على فكرة الحزمة الصاروخية في أواخر الأربعينيات وأوائل الخمسينيات من القرن الماضي. يُظهر إمكانية الحصول على أول سرعة كونية وإطلاق قمر صناعي للأرض (AES) باستخدام قاعدة الصواريخ التي تم تطويرها في ذلك الوقت في البلاد. في 1950-1953 جهود موظفي مجموعة M.K كان هدف تيخونرافوف هو دراسة مشاكل إنشاء مركبات الإطلاق المركبة والأقمار الصناعية.
في تقرير للحكومة عام 1954 حول إمكانية تطوير الأقمار الصناعية، S.P. كتب كوروليف: "وفقًا لتعليماتك، أقدم تقرير الرفيق م. ك. تيخونرافوف "حول القمر الاصطناعي للأرض..." في التقرير النشاط العلميلعام 1954 ل.س. وأشار كوروليف: "نعتبر أنه من الممكن إجراء تطوير أولي لتصميم القمر الصناعي نفسه، مع الأخذ في الاعتبار العمل الجاري (عمل إم كيه تيخونرافوف جدير بالملاحظة بشكل خاص...)".
بدأ العمل للتحضير لإطلاق أول قمر صناعي PS-1. تم إنشاء أول مجلس لكبار المصممين برئاسة إس.بي. كوروليف، الذي أدار فيما بعد برنامج الفضاء لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، الذي أصبح الرائد العالمي في استكشاف الفضاء. تم إنشاؤها تحت قيادة S.P. ملكة OKB-1 - TsKBEM - NPO Energia موجودة منذ أوائل الخمسينيات من القرن الماضي. مركز علوم وصناعة الفضاء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
إن رواد الفضاء فريدون من حيث أن الكثير مما تنبأ به أولاً كتاب الخيال العلمي ومن ثم العلماء أصبح حقيقة بسرعة كونية. لقد مر ما يزيد قليلاً عن أربعين عامًا منذ إطلاق أول قمر صناعي للأرض في 4 أكتوبر 1957، ويحتوي تاريخ الملاحة الفضائية بالفعل على سلسلة من الإنجازات الرائعة التي حققها في البداية الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة، ثم القوى الفضائية الأخرى.
بالفعل عدة آلاف من الأقمار الصناعية تطير في مدار حول الأرض، وقد وصلت الأجهزة إلى سطح القمر، فينوس، المريخ؛ تم إرسال المعدات العلمية إلى كوكب المشتري وعطارد وزحل للحصول على المعرفة حول هذه الكواكب البعيدة في النظام الشمسي.
كان انتصار رواد الفضاء هو إطلاق أول رجل إلى الفضاء في 12 أبريل 1961 - يو.أ. جاجارين. ثم - رحلة جماعية، سير في الفضاء المأهول، إنشاء محطتي ساليوت ومير المداريتين. أصبح اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لفترة طويلة الدولة الرائدة في العالم في البرامج المأهولة.
يدل على ذلك الاتجاه نحو الانتقال من إطلاق مركبة فضائية واحدة لحل المشاكل العسكرية في المقام الأول إلى إنشاء أنظمة فضائية واسعة النطاق من أجل حلها. مدى واسعالمهام (بما في ذلك الاجتماعية والاقتصادية والعلمية) وتكامل الصناعات الفضائية في مختلف البلدان.
ماذا حقق علم الفضاء في القرن العشرين؟ للرسائل لإطلاق المركبات السرعات الكونيةتم تطوير محركات صاروخية قوية تعمل بالوقود السائل. في هذا المجال، ميزة V.P. جلوشكو. أصبح إنشاء مثل هذه المحركات ممكنًا بفضل تنفيذ أفكار ومخططات علمية جديدة تقضي عمليًا على الخسائر في تشغيل وحدات المضخة التوربينية. ساهم تطوير مركبات الإطلاق ومحركات الصواريخ السائلة في تطوير الديناميكيات الحرارية والمائية والغازية، ونظرية نقل الحرارة والقوة، وتعدين المواد عالية القوة والمقاومة للحرارة، وكيمياء الوقود، وتكنولوجيا القياس، والفراغ و تكنولوجيا البلازما. تم تطوير الوقود الصلب وأنواع أخرى من محركات الصواريخ.
في أوائل الخمسينيات. العلماء السوفييت م. كيلديش، في.أ. كوتيلنيكوف، أ.يو. إيشلينسكي، إل. سيدوف، ب.ف. طور راوشنباخ وآخرون القوانين الرياضية والملاحة والدعم الباليستي للرحلات الفضائية.
كانت المشاكل التي نشأت أثناء إعداد وتنفيذ الرحلات الفضائية بمثابة قوة دافعة للتطوير المكثف للتخصصات العلمية العامة مثل الميكانيكا السماوية والنظرية. إن الاستخدام الواسع النطاق للطرق الرياضية الجديدة وإنشاء أجهزة كمبيوتر متقدمة جعل من الممكن حل المشكلات الأكثر تعقيدا لتصميم مدارات المركبات الفضائية والتحكم فيها أثناء الرحلة، ونتيجة لذلك، ظهر الانضباط العلمي الجديد - ديناميكيات الطيران الفضائي.
مكاتب التصميم برئاسة N.A. بيليوجين وفي. أنشأ كوزنتسوف أنظمة تحكم فريدة لتكنولوجيا الصواريخ والفضاء يمكن الاعتماد عليها بدرجة كبيرة.
في الوقت نفسه، قال ف.ب. غلوشكو، أ.م. أنشأ Isaev المدرسة الرائدة في العالم لبناء محركات الصواريخ العملية. أ اساس نظرىتأسست هذه المدرسة في الثلاثينيات، مع فجر علم الصواريخ المحلي. والآن لا تزال مواقع روسيا الرائدة في هذا المجال قائمة.
بفضل العمل الإبداعي المكثف لمكاتب التصميم تحت قيادة V.M. مياسشيشيفا ، ف.ن. تشيلوميا، د.أ. قام بولوخين بالعمل على إنشاء قذائف كبيرة الحجم ومتينة بشكل خاص. أصبح هذا هو الأساس لإنشاء صواريخ قوية عابرة للقارات UR-200، UR-500، UR-700، ثم المحطات المأهولة "ساليوت"، "ألماز"، "مير"، ووحدات فئة عشرين طن "كفانت"، "كريستال" "، و"نيتشر"، و"سبيكتروم"، ووحدات حديثة لمحطة الفضاء الدولية "زاريا" و"زفيزدا"، مركبات الإطلاق من عائلة "بروتون". التعاون الإبداعي بين مصممي مكاتب التصميم هذه و مصنع بناء الآلاتهم. م.ف. أتاح خرونيتشيف إمكانية إنشاء عائلة مركبات الإطلاق "أنغارا" بحلول بداية القرن الحادي والعشرين، وهو مجمع من المركبات الفضائية الصغيرة وتصنيع وحدات محطة الفضاء الدولية. أدى دمج مكتب التصميم والمصنع وإعادة هيكلة هذه الأقسام إلى إنشاء أكبر شركة في روسيا - مركز أبحاث وإنتاج الفضاء الحكومي الذي سمي باسمه. م.ف. خرونيتشيفا.
تم تنفيذ الكثير من العمل على إنشاء مركبات إطلاق تعتمد على الصواريخ الباليستية في مكتب تصميم Yuzhnoye برئاسة M.K. يانجيل. إن موثوقية مركبات الإطلاق الخفيفة هذه ليس لها مثيل في عالم الملاحة الفضائية. في نفس مكتب التصميم تحت قيادة V.F. أنشأ Utkin مركبة الإطلاق Zenit متوسطة الحجم - وهي ممثلة للجيل الثاني من مركبات الإطلاق.
على مدى أربعة عقود، زادت قدرات أنظمة التحكم لمركبات الإطلاق والمركبات الفضائية بشكل ملحوظ. إذا كان في 1957-1958. عند وضع الأقمار الصناعية الاصطناعية في مدار حول الأرض، سمح بخطأ يصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات، ثم بحلول منتصف الستينيات. كانت دقة أنظمة التحكم عالية بالفعل لدرجة أنها سمحت للمركبة الفضائية المنطلقة إلى القمر بالهبوط على سطحه بانحراف عن النقطة المقصودة بمقدار 5 كيلومترات فقط. أنظمة التحكم في التصميم كانت Pilyugin واحدة من الأفضل في العالم.
الإنجازات العظيمة للملاحة الفضائية في مجال الاتصالات الفضائية، والبث التلفزيوني، والترحيل والملاحة، والانتقال إلى الخطوط عالية السرعة جعلت من الممكن بالفعل في عام 1965 نقل صور كوكب المريخ إلى الأرض من مسافة تتجاوز 200 مليون كيلومتر، وفي عام 1980 تم نقل صورة زحل إلى الأرض من مسافات حوالي 1.5 مليار كيلومتر. الجمعية العلمية والإنتاجية للميكانيكا التطبيقية، التي يرأسها لسنوات عديدة م.ف. تم إنشاء Reshetnev في الأصل كفرع لمكتب التصميم S.P. ملكة؛ تعد شركة NPO واحدة من الشركات الرائدة عالميًا في تطوير المركبات الفضائية لهذا الغرض.
يتم إنشاء أنظمة اتصالات عبر الأقمار الصناعية تغطي جميع دول العالم تقريبًا وتوفر اتصالاً تشغيليًا ثنائي الاتجاه مع أي مشتركين. لقد أثبت هذا النوع من الاتصالات أنه الأكثر موثوقية وأصبح مربحًا بشكل متزايد. تتيح أنظمة الترحيل التحكم في المجموعات الفضائية من نقطة واحدة على الأرض. تم إنشاء أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية ويتم تشغيلها. وبدون هذه الأنظمة لم يعد من الممكن اليوم استخدام الحديث عربة- السفن التجارية والطائرات المدنية والمعدات العسكرية وغيرها.
كما حدثت تغييرات نوعية في مجال الرحلات الجوية المأهولة. تم إثبات القدرة على العمل بنجاح خارج المركبة الفضائية لأول مرة من قبل رواد الفضاء السوفييت في الستينيات والسبعينيات، وفي الثمانينيات والتسعينيات. تم إثبات قدرة الإنسان على العيش والعمل في ظروف انعدام الجاذبية لمدة عام. كما تم إجراء عدد كبير من التجارب أثناء الرحلات الجوية - التقنية والجيوفيزيائية والفلكية.
وأهمها الأبحاث في مجال طب الفضاء وأنظمة دعم الحياة. من الضروري إجراء دراسة عميقة للإنسان ومعدات دعم الحياة من أجل تحديد ما يمكن تكليفه به في الفضاء، خاصة أثناء رحلة فضائية طويلة.
كانت إحدى التجارب الفضائية الأولى هي تصوير الأرض، مما يوضح مقدار الملاحظات التي يمكن أن توفرها من الفضاء لاكتشاف الموارد الطبيعية واستخدامها الحكيم. يتم تنفيذ مهام تطوير مجمعات لاستشعار الأرض الضوئي والكهروضوئي، ورسم الخرائط، وأبحاث الموارد الطبيعية، والرصد البيئي، بالإضافة إلى إنشاء مركبات إطلاق متوسطة الحجم تعتمد على صواريخ R-7A، من قبل الفرع السابق رقم 3 لـ OKB ، تم تحويله أولاً إلى TsSKB، واليوم إلى GRNPTS "TSSKB - Progress" برئاسة D.I. كوزلوف.
في عام 1967، أثناء الالتحام التلقائي للقمرين الصناعيين الأرضيين غير المأهولين "كوزموس-186" و"كوزموس-188"، تم حل أكبر مشكلة علمية وتقنية تتعلق بالالتقاء والالتحام بالمركبات الفضائية في الفضاء، مما جعل من الممكن وقت قصيرإنشاء الأول المحطة المدارية(اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) واختيار المخطط الأكثر عقلانية لرحلة المركبة الفضائية إلى القمر مع هبوط أبناء الأرض على سطحه (الولايات المتحدة الأمريكية). في عام 1981، تم إجراء أول رحلة لنظام النقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام "مكوك الفضاء" (الولايات المتحدة الأمريكية)، وفي عام 1991 تم إطلاق النظام المحلي "إنيرجيا" - "بوران".
بشكل عام، فإن حل المشكلات المختلفة لاستكشاف الفضاء - بدءًا من إطلاق الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية إلى إطلاق المركبات الفضائية بين الكواكب والمركبات الفضائية والمحطات الفضائية المأهولة - قد وفر الكثير من المعلومات العلمية التي لا تقدر بثمن حول الكون وكواكب النظام الشمسي وساهم بشكل كبير في التطور التكنولوجي. تقدم البشرية . أتاحت الأقمار الصناعية الأرضية، إلى جانب صواريخ السبر، الحصول على بيانات مفصلة حول الفضاء القريب من الأرض. وهكذا، بمساعدة الأقمار الصناعية الأولى، تم اكتشاف أحزمة الإشعاع أثناء بحثها، وتمت دراسة تفاعل الأرض مع الجزيئات المشحونة المنبعثة من الشمس. لقد ساعدتنا الرحلات الفضائية بين الكواكب على فهم طبيعة العديد من الظواهر الكوكبية بشكل أفضل - الرياح الشمسية، والعواصف الشمسية، وزخات الشهب، وما إلى ذلك.
نقلت المركبة الفضائية المنطلقة إلى القمر صورًا لسطحه، بما في ذلك تصوير جانبه غير المرئي من الأرض بدقة تفوق بشكل كبير قدرات الوسائل الأرضية. وتم أخذ عينات من التربة القمرية، وتم تسليم المركبات ذاتية الدفع الأوتوماتيكية "لونوخود-1" و"لونوخود-2" إلى سطح القمر.
جعلت المركبات الفضائية التلقائية من الممكن الحصول عليها معلومات إضافيةحول شكل الأرض ومجال جاذبيتها، وتوضيح التفاصيل الدقيقة لشكل الأرض ومجالها المغناطيسي. الأقمار الصناعيةساعد في الحصول على بيانات أكثر دقة عن كتلة القمر وشكله ومداره. كما تم تحسين كتلتي كوكب الزهرة والمريخ باستخدام ملاحظات مسارات رحلات المركبات الفضائية.
لقد ساهم تصميم وتصنيع وتشغيل أنظمة فضائية معقدة للغاية بشكل كبير في تطوير التكنولوجيا المتقدمة. إن المركبات الفضائية الآلية المرسلة إلى الكواكب هي في الواقع روبوتات يتم التحكم فيها من الأرض عبر أوامر الراديو. أدت الحاجة إلى تطوير أنظمة موثوقة لحل المشكلات من هذا النوع إلى فهم أفضل لمشكلة تحليل وتوليف الأنظمة التقنية المعقدة المختلفة. تُستخدم هذه الأنظمة في أبحاث الفضاء وفي العديد من مجالات النشاط البشري الأخرى. استلزمت متطلبات الملاحة الفضائية تصميم أجهزة أوتوماتيكية معقدة في ظل قيود شديدة ناجمة عن القدرة الاستيعابية لمركبات الإطلاق والظروف الفضائية، والتي كانت حافزًا إضافيًا للتحسين السريع للأتمتة والإلكترونيات الدقيقة.
قدمت مكاتب التصميم بقيادة ج.ن. مساهمة كبيرة في تنفيذ هذه البرامج. باباكين، ج. جوسكوف، في.م. كوفتونينكو ، د. كوزلوف، ن.ن. لقد ولد شيريميتيفسكي وآخرون اتجاهًا جديدًا في التكنولوجيا والبناء - بناء الموانئ الفضائية. كان مؤسسو هذا الاتجاه في بلادنا فرقًا بقيادة علماء بارزين ف.ب. بارمينا وفي.ن. سولوفيوفا. يوجد حاليًا أكثر من عشرة مراكز فضائية تعمل في العالم مع مجمعات آلية أرضية فريدة ومحطات اختبار وغيرها من الوسائل المعقدة لإعداد المركبات الفضائية ومركبات إطلاق الصواريخ للإطلاق. تطلق روسيا بشكل مكثف من قاعدتي بايكونور وبليسيتسك الفضائيتين المشهورتين عالميًا، كما تجري عمليات إطلاق تجريبية من قاعدة سفوبودني الفضائية التي يتم إنشاؤها في شرق البلاد.
أدت الاحتياجات الحديثة للاتصالات والتحكم عن بعد لمسافات طويلة إلى تطوير أنظمة قيادة وتحكم عالية الجودة، مما ساهم في تطوير الأساليب التقنية لتتبع وقياس المركبات الفضائية عبر المسافات بين الكواكب، وفتح تطبيقات جديدة للأقمار الصناعية. في الملاحة الفضائية الحديثة، يعد هذا أحد المجالات ذات الأولوية. مجمع التحكم الآلي الأرضي الذي طورته شركة M.S. ريازانسكي و إل. غوسيف، واليوم يضمن عمل المجموعة المدارية الروسية.
أدى تطور العمل في مجال تكنولوجيا الفضاء إلى إنشاء أنظمة لدعم الطقس الفضائي تستقبل، بالتردد المطلوب، صور الغطاء السحابي للأرض وتجري عمليات رصد في نطاقات طيفية مختلفة. تعتبر بيانات الطقس الساتلية الأساس لوضع تنبؤات جوية عملية، خاصة للمناطق الكبيرة. حاليًا، تستخدم جميع دول العالم تقريبًا بيانات الطقس الفضائي.
تعتبر النتائج التي تم الحصول عليها في مجال جيوديسيا الأقمار الصناعية ذات أهمية خاصة لحل المشاكل العسكرية، ورسم خرائط الموارد الطبيعية، وزيادة دقة قياسات المسار، وكذلك لدراسة الأرض. مع استخدام وسائل الفضاء يظهر فرصة فريدةحل مشاكل المراقبة البيئية للأرض والتحكم العالمي في الموارد الطبيعية. وتبين أن نتائج المسوحات الفضائية وسيلة فعالةمراقبة تطور المحاصيل الزراعية، التعرف على أمراض الغطاء النباتي، قياس بعض عوامل التربة، حالة البيئة المائية، إلخ. توفر مجموعة من طرق التصوير عبر الأقمار الصناعية المختلفة معلومات موثوقة وكاملة ومفصلة تقريبًا حول الموارد الطبيعية وحالة البيئة.
بالإضافة إلى الاتجاهات المحددة بالفعل، من الواضح أن الاتجاهات الجديدة لاستخدام تكنولوجيا الفضاء ستتطور، على سبيل المثال، تنظيم الإنتاج التكنولوجي المستحيل في ظل الظروف الأرضية. وبالتالي، يمكن استخدام انعدام الوزن للحصول على بلورات من مركبات أشباه الموصلات. وستجد مثل هذه البلورات تطبيقًا في صناعة الإلكترونيات لإنشاء فئة جديدة من أجهزة أشباه الموصلات. في ظروف انعدام الجاذبية، يتشوه المعدن السائل والمواد الأخرى العائمة بحرية بسبب المجالات المغناطيسية الضعيفة. وهذا يفتح الطريق للحصول على سبائك بأي شكل محدد مسبقًا دون بلورتها في قوالب، كما يحدث على الأرض. خصوصية هذه السبائك هي الغياب شبه الكامل للضغوط الداخلية والنقاء العالي.
يلعب استخدام الأصول الفضائية دورًا حاسمًا في إنشاء وحدة موحدة مساحة المعلوماتروسيا، تضمن الاتصالات العالمية، خاصة خلال فترة الإدخال الشامل للإنترنت في البلاد. المستقبل في تطور الإنترنت هو الاستخدام الواسع النطاق لقنوات الاتصالات الفضائية ذات النطاق العريض عالية السرعة، لأنه في القرن الحادي والعشرين لن تقل حيازة المعلومات وتبادلها أهمية عن حيازة الأسلحة النووية.
تهدف مهمتنا الفضائية المأهولة إلى مزيد من التطويرالعلم والاستخدام الرشيد للموارد الطبيعية للأرض وحل مشاكل المراقبة البيئية للأرض والمحيطات. وهذا يتطلب إنشاء وسائل مأهولة للرحلات الجوية في المدارات القريبة من الأرض ولتحقيق الحلم القديم للبشرية - الرحلات الجوية إلى الكواكب الأخرى.
ترتبط إمكانية تنفيذ مثل هذه الخطط ارتباطًا وثيقًا بحل مشاكل إنشاء محركات جديدة للرحلات الجوية في الفضاء الخارجي والتي لا تتطلب احتياطيات كبيرة من الوقود، على سبيل المثال، الأيون والفوتون، وكذلك استخدام القوى الطبيعية - الجاذبية، وحقول الالتواء، وما إلى ذلك. .
إنشاء عينات فريدة جديدة من تكنولوجيا الصواريخ والفضاء وكذلك الأساليب أبحاث الفضاءيعد إجراء التجارب الفضائية على السفن والمحطات الآلية والمأهولة في الفضاء القريب من الأرض، وكذلك في مدارات كواكب النظام الشمسي، أرضًا خصبة لتضافر جهود العلماء والمصممين من مختلف البلدان.
في بداية القرن الحادي والعشرين، هناك عشرات الآلاف من الأجسام ذات الأصل الاصطناعي في رحلات فضائية. وتشمل هذه المركبات الفضائية والشظايا (المراحل الأخيرة من مركبات الإطلاق والأغطية والمحولات والأجزاء القابلة للفصل).
ولذلك، إلى جانب المشكلة الملحة المتمثلة في مكافحة تلوث كوكبنا، ستنشأ مسألة مكافحة تلوث الفضاء القريب من الأرض. بالفعل في الوقت الحاضر، إحدى المشاكل هي توزيع مورد التردد للمدار الثابت بالنسبة للأرض بسبب تشبعه بالأقمار الصناعية لأغراض مختلفة.
لقد تم ولا يزال يتم حل مشاكل استكشاف الفضاء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وروسيا من قبل عدد من المنظمات والمؤسسات التي يرأسها مجموعة من ورثة المجلس الأول لكبار المصممين Yu.P. سيمينوف، ن. أنفيموف، آي.في. بارمين، ج.ب. بيريوكوف، بي. جوبانوف ، ج.أ. إفريموف، أ.ج. كوزلوف، بي. كاتورجين، ج. لوزينو لوزينسكي وآخرون.
جنبا إلى جنب مع أعمال التطوير، تم تطوير الإنتاج التسلسلي لتكنولوجيا الفضاء أيضا في الاتحاد السوفياتي. لإنشاء مجمع Energia-Buran، شاركت أكثر من 1000 شركة في التعاون لهذا العمل. مدراء المصانع S.S. بوفكون، أ. كيسيليف، آي. كليبانوف، إل.دي. كوتشما، أ.أ. ماكاروف، ف.د. فاشنادزي، أ.أ. قام Chizhov والعديد من الآخرين بتعديل الإنتاج بسرعة وضمان الإنتاج. ومن الضروري بشكل خاص الإشارة إلى دور عدد من قادة صناعة الفضاء. هذا هو د.ف. أوستينوف، ك.ن. رودنيف ، ف.م. ريابيكوف، إل.في. سميرنوف، س. أفاناسييف، أ.د. باكلانوف، ف.خ. دوجوزييف ، أ.ن. شيشكين، يو.ن. كوبتيف، أ.ج. كاراس، أ.أ. ماكسيموف، ف. إيفانوف.
بدأ الإطلاق الناجح لـ Cosmos-4 في عام 1962 في استخدام الفضاء لصالح الدفاع عن بلدنا. تم حل هذه المشكلة أولاً بواسطة NII-4 MO، ثم تم فصل TsNII-50 MO عن تركيبته. هنا تم تبرير إنشاء أنظمة فضائية عسكرية ومزدوجة الاستخدام، والتي ساهم في تطويرها العلماء العسكريون المشهورون T.I. ليفين، ج.ب. ميلنيكوف، آي.في. مشرياكوف، يو.أ. موزورين، بي. إلياسبيرج، آي. ياتسونسكي وآخرون.
من المقبول عمومًا أن استخدام الأصول الفضائية يجعل من الممكن زيادة فعالية تصرفات القوات المسلحة بمقدار 1.5-2 مرة. أظهرت خصوصيات شن الحروب والصراعات المسلحة في نهاية القرن العشرين أن دور الفضاء في حل مشاكل المواجهة العسكرية يتزايد باستمرار. فقط وسائل الاستطلاع والملاحة والاتصالات الفضائية هي التي توفر القدرة على رؤية العدو على كامل عمق دفاعه، والاتصالات العالمية، والتحديد التشغيلي عالي الدقة لإحداثيات أي كائنات، مما يسمح قتالعمليا "أثناء الطيران" في المناطق غير المجهزة عسكريا ومسارح العمليات العسكرية النائية. إن استخدام الأصول الفضائية فقط هو الذي سيضمن حماية الأراضي من الهجمات الصاروخية النووية من قبل أي معتد. أصبح الفضاء أساس القوة العسكرية لكل دولة - وهذا هو الاتجاه المشرق في الألفية الجديدة.
في ظل هذه الظروف، هناك حاجة إلى أساليب جديدة لتطوير نماذج واعدة لتكنولوجيا الصواريخ والفضاء، تختلف جذريًا عن الجيل الحالي من المركبات الفضائية. وبالتالي، فإن الجيل الحالي من المركبات المدارية هو في الأساس تطبيق متخصص يعتمد على الهياكل المختومة المرتبطة أنواع محددةوسائل الإزالة. وفي الألفية الجديدة، من الضروري إنشاء مركبات فضائية متعددة الوظائف تعتمد على منصات غير مضغوطة ذات تصميم معياري، وتطوير مجموعة موحدة من مركبات الإطلاق ذات نظام منخفض التكلفة وعالي الكفاءة لتشغيلها. في هذه الحالة فقط، وبالاعتماد على الإمكانات التي تم إنشاؤها في صناعة الصواريخ والفضاء، ستكون روسيا في القرن الحادي والعشرين قادرة على تسريع عملية تطوير اقتصادها بشكل كبير، وضمان مستوى جديد نوعيًا من البحث العلمي والتعاون الدولي وحلول المشاكل الاجتماعية والاقتصادية ومهام تعزيز القدرة الدفاعية للبلاد، والتي ستعزز في نهاية المطاف مكانتها في المجتمع العالمي.
لعبت الشركات الرائدة في صناعة الصواريخ والفضاء دورًا حاسمًا في إنشاء علوم وتكنولوجيا الصواريخ والفضاء الروسية: GKNPTs im. م.ف. Khrunichev، وRSC Energia، وTsSKB، وKBOM، وKBTM، وما إلى ذلك. تتم إدارة هذا العمل بواسطة Rosaviakosmos.
حاليًا، لا يمر رواد الفضاء الروس بأفضل أيامه. لقد انخفض تمويل برامج الفضاء بشكل حاد، وأصبح عدد من الشركات في وضع صعب للغاية. لكن علوم الفضاء الروسية لا تقف ساكنة. وحتى في هذه الظروف الصعبة، يقوم العلماء الروس بتصميم أنظمة فضائية للقرن الحادي والعشرين.
وفي الخارج، بدأ استكشاف الفضاء بإطلاق المركبة الفضائية أمريكان إكسبلورر 1 في الأول من فبراير عام 1958. وترأس برنامج الفضاء الأمريكي فيرنر فون براون، الذي كان من أبرز المتخصصين في مجال تكنولوجيا الصواريخ في ألمانيا حتى عام 1945، ثم عمل بعد ذلك في الولايات المتحدة الأمريكية. قام بإنشاء مركبة الإطلاق Jupiter-S بناءً على صاروخ Redstone الباليستي، والذي تم من خلاله إطلاق Explorer 1.
في 20 فبراير 1962، أطلقت مركبة الإطلاق أطلس، التي تم تطويرها تحت قيادة ك. بوسارت، مركبة الفضاء ميركوري إلى المدار، بقيادة أول رائد فضاء أمريكي جيه. تلين. ومع ذلك، فإن كل هذه الإنجازات لم تكن كاملة، لأنها كررت الخطوات التي اتخذها رواد الفضاء السوفييت بالفعل. وعلى هذا الأساس بذلت الحكومة الأمريكية جهوداً تهدف إلى الحصول على مكانة رائدة في سباق الفضاء. وفي مجالات معينة من النشاط الفضائي، في أقسام معينة من الماراثون الفضائي، نجحوا.
وهكذا، كانت الولايات المتحدة أول من أطلق مركبة فضائية إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض في عام 1964. لكن النجاح الأكبر كان إيصال رواد الفضاء الأمريكيين إلى القمر على متن المركبة الفضائية أبولو 11 ووصول أول شخصين - إن. أرمسترونج وإي. ألدرين - إلى سطحه. أصبح هذا الإنجاز ممكنًا بفضل التطوير، تحت قيادة فون براون، لمركبات الإطلاق من نوع زحل، التي تم إنشاؤها في 1964-1967. في إطار برنامج أبولو.
كانت مركبات الإطلاق Saturn عبارة عن عائلة مكونة من مركبات الإطلاق ذات مرحلتين وثلاث مراحل من الفئة الثقيلة وفائقة الثقل، استنادًا إلى استخدام كتل موحدة. أتاحت النسخة المكونة من مرحلتين من Saturn-1 وضع حمولة تزن 10.2 طنًا في مدار أرضي منخفض، و Saturn-5 المكون من ثلاث مراحل - 139 طنًا (47 طنًا في مسار الرحلة إلى القمر).
كان الإنجاز الرئيسي في تطور تكنولوجيا الفضاء الأمريكية هو إنشاء نظام مكوك فضائي قابل لإعادة الاستخدام بمرحلة مدارية ذات جودة ديناميكية هوائية، وتم إطلاقه لأول مرة في أبريل 1981. وعلى الرغم من أن جميع القدرات التي توفرها لم يتم تحقيق إمكانية إعادة الاستخدام بشكل كامل مطلقًا، بالطبع، كانت هذه خطوة كبيرة (وإن كانت مكلفة للغاية) إلى الأمام على طريق استكشاف الفضاء.
دفعت النجاحات المبكرة التي حققها الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة بعض الدول إلى تكثيف جهودها في الأنشطة الفضائية. أطلقت حاملات الطائرات الأمريكية أول مركبة فضائية إنجليزية "آرييل-1" (1962)، وأول مركبة فضائية كندية "ألويت-1" (1962)، وأول مركبة فضائية إيطالية "سان ماركو" (1964). ومع ذلك، فإن إطلاق المركبات الفضائية من قبل شركات الطيران الأجنبية جعل الدول المالكة للمركبة الفضائية تعتمد على الولايات المتحدة. لذلك، بدأ العمل على إنشاء الوسائط الخاصة بنا. وقد حققت فرنسا أكبر النجاحات في هذا المجال، حيث أطلقت المركبة الفضائية A-1 بالفعل في عام 1965 على حاملتها Diaman-A. وفي وقت لاحق، ولتطوير هذا النجاح، قامت فرنسا بتطوير عائلة مركبات الإطلاق Ariane، والتي تعد واحدة من أكثر المركبات فعالية من حيث التكلفة.
كان النجاح الذي لا شك فيه للملاحة الفضائية العالمية هو تنفيذ برنامج ASTP، الذي تم تنفيذ المرحلة الأخيرة منه - الإطلاق والالتحام في مدار المركبة الفضائية سويوز وأبولو - في يوليو 1975. كانت هذه الرحلة بمثابة بداية البرامج الدولية التي تم تطويره بنجاح في الربع الأخير من القرن العشرين وكان نجاحه بلا شك هو تصنيع وإطلاق وتجميع محطة الفضاء الدولية. وقد اكتسب التعاون الدولي في مجال الخدمات الفضائية أهمية خاصة، حيث يعود المركز الرائد إلى المركز الحكومي للبحوث والإنتاج الفضائي الذي يحمل اسمه. م.ف. خرونيتشيفا.
في هذا الكتاب، يحدد المؤلفون، استنادًا إلى سنوات خبرتهم العديدة في مجال التصميم والإنشاء العملي لأنظمة الصواريخ والفضاء، وتحليل وتعميم التطورات المعروفة لهم في مجال الملاحة الفضائية في روسيا وخارجها، وجهة نظرهم حول تطور الملاحة الفضائية في القرن الحادي والعشرين. وسيحدد المستقبل القريب ما إذا كنا على صواب أم على خطأ. أود أن أعرب عن امتناني للأكاديميين في الأكاديمية الروسية للعلوم N. A. للحصول على النصائح القيمة حول محتوى الكتاب. أنفيموف وأ.أ. جاليف، أطباء العلوم التقنية ج.م. تامكوفيتش وفي. أوستروخوف.
يشكر المؤلفون دكتوراه في العلوم التقنية، البروفيسور ب.ن. للمساعدة في جمع المواد ومناقشة مخطوطة الكتاب. روديونوف ومرشحو العلوم التقنية أ.ف. أكيموفا، ن.ف. فاسيليفا، آي.إن. جولوفانيفا، س.ب. كابانوفا، ف.ت. كونوفالوفا، م. ماكاروفا، أ.م. ماكسيموفا، ل.س. ميدوشوفسكي، على سبيل المثال. تروفيموفا، إل. تشيركاسوف، مرشح العلوم العسكرية إس.في. بافلوف، كبار المتخصصين في معهد أبحاث CS A.A. كاتشيكانا، يو.جي. بيتشورينا، ف. سفيتليشني، وكذلك يو.أ. بشنينا ون.ج. ماكاروف للمساعدة الفنية في إعداد الكتاب. يعرب المؤلفون عن امتنانهم العميق للمشورة القيمة بشأن محتوى المخطوطة لمرشحي العلوم التقنية E.I. موتورني ، ف.ف. ناجافكين، حسنًا. روسكين، إس.في. سوروكين، س.ك. شييفيتش ، ف.يو. يوريف ومدير البرنامج أ. جلازكوفا.
سيقبل المؤلفون بامتنان جميع التعليقات والاقتراحات والمقالات النقدية، التي نعتقد أنها ستتبع بعد نشر الكتاب وستؤكد مرة أخرى أن مشاكل الملاحة الفضائية ذات صلة حقًا وتتطلب اهتمامًا وثيقًا من العلماء والممارسين، كما وكذلك كل الذين يعيشون في المستقبل.