Aerokosmik transportning kelajagi qanday. Aviatsiya va aeronavtika tarixi bo'yicha olimpiada

Britaniya aerokosmik firmasi derazasiz kontseptual samolyotni taqdim etdi. Buning o'rniga ular bortda sodir bo'layotgan voqealar aks ettiriladigan, filmlar namoyish etiladigan displeylarni o'rnatishni taklif qilmoqdalar. Derazasiz samolyotlar yoqilg'i sarfini sezilarli darajada kamaytiradigan holda fuqaro aviatsiyasi qiyofasini keskin o'zgartirishi mumkin.

Xususiy samolyotning dizayni frantsuz kompaniyasi mutaxassislari tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, ular loyihani avgust oyida taqdim etishgan. Illyuminatorlar o'rniga ular dam olish uchun filmlar va ish uchun taqdimotlar ko'rsatadigan displeylardan foydalanishni taklif qilishdi. Texnik bo'limning ta'kidlashicha, derazalarning etishmasligi kemaning og'irligini kamaytirishga yordam beradi, bu esa yoqilg'i sarfini, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytiradi va bo'sh joy ichki takomillashtirish imkoniyatlarini oshiradi. Loyihani taklif qilgan Technicon Design kompaniyasining bosh dizayneri Garet Devisning aytishicha, egiluvchan displeylar kabi ba'zi elementlar allaqachon haqiqatga aylantirilishi mumkin.

Amerikaning Spike Aerospace firmasi 2018 yilda xuddi shunday samolyotni taqdim etishni rejalashtirmoqda. Bu hashamatli Spike S-512 Supersonic Jet bo'ladi, Nyu-Yorkdan Londonga 4 soatda 12-18 yo'lovchi bilan ucha oladi. Boston kompaniyasi ham kelajakning derazasiz samolyotini ko'rmoqda. Natijada yo‘lovchilar quyosh nuridan yashirinishlari shart emas, jalyuzi ko‘tarib yoki tushiradi. Parvozdagi monotonlik ham yo'qoladi. Dizaynerlarning fikriga ko'ra, yo'lovchilar parvoz paytida juda kam ko'rishadi - bir nechta yulduzlar, oy, cheksiz okean, bulutlar. Samolyotning og'irligi ham kamayadi, bu esa yoqilg'ini tejash imkonini beradi. Samolyot devorlari kema atrofidagi panoramalarni aks ettiruvchi ulkan yupqa displeylarga aylanadi. Shu bilan bir qatorda, siz film, slaydlar, hujjatlarni tomosha qilishingiz mumkin.

To'g'ri, ishlab chiquvchilar mumkin bo'lgan muammolarni ham tan olishadi. Birinchidan, ko'p odamlar tashqarida nima sodir bo'layotganini ko'ra olmasalar, cheklangan joyda ko'proq tashvishlanishlari mumkin. Ikkinchidan, nafaqat yo'lovchilar, balki qutqaruvchilar ham, kerak bo'lsa, ichkarida nima bo'layotganini ko'rishlari kerak, aks holda ular ko'r-ko'rona harakat qilishadi. Uchinchidan, harakat kasalligi bilan og'rigan odamlar bilan bog'liq muammolar bo'lishi mumkin. Odatda, bunday yo'lovchilar vaqti-vaqti bilan derazadan tashqariga qarashadi, o'zlari uchun mos yozuvlar nuqtasini topadilar. Bu erda ular bunday imkoniyatdan mahrum bo'lishadi, ekranlar ularga yordam bera olmaydi.

Innovatsiya jarayonlari markazi o'z samolyotlarini tashqarida o'rnatilgan kameralardan tasvirlarni uzatadigan ulkan OLED displeylari bilan ham taklif qiladi. Internetga ulanish mumkin bo'ladi. Samolyotning og'irligini kamaytirish muhandislar hal qilmoqchi bo'lgan eng muhim muammodir. Shuning uchun ular yuk samolyotlariga o'xshash qurilish g'oyasiga murojaat qilishga qaror qilishdi. Ayni paytda loyihani yakunlash bosqichida.

Aerokosmik transportning kelajagi qanday?

Maqsadlar va maqsadlar
Ishning maqsadi - foydalanishning mumkin bo'lgan va istiqbolli yo'nalishlarini, kosmik kemalarning mumkin bo'lgan konstruktsiyalarini va kosmik tadqiqotlar muammolarini hal qilish uchun ularning elementlarini aniqlash.
Ishning vazifalari rivojlanish yo'nalishlarini, parvoz bosqichlarining xususiyatlarini va ularni loyihalashda ko'rib chiqishni o'rganish, kosmik kemalarning konstruktsiyalari va kosmik kemaning harakatlantiruvchi tizimlari.
Kirish
O'z sayyorasida ko'proq yoki kamroq ishonchli harakat qilish uchun insoniyatga ming yillar kerak bo'ldi. Texnologiyalar rivojlandi, odam o'z uyidan uzoqroqqa borishi mumkin edi. 18-asr boshlarida manufakturaning rivojlanishi, fan yutuqlari aeronavtikaning paydo boʻlishiga olib keldi. 20-asr boshida engil va kuchli ichki yonish dvigatelining yaratilishi samolyotni havoga ko'tarish imkonini berdi va suyuq yonilg'i raketa dvigatelining (LRE) yaratilishi kosmosga qochish imkonini berdi. Shamolni ushlab turishdan kosmik parvozlarga o'tish uchun bor-yo'g'i 150 yil kerak bo'ldi (1802 - paroxodlar yo'q, 1957 - allaqachon kosmik raketalar mavjud).
Taraqqiyot shunchalik ravshan va hayratlanarli ediki, 1960-yillarning boshlarida, 35-40 yildan keyin biz dam olish kunlarini orbitada o'tkazishimiz, oyga ta'tilga uchishimiz va kosmik kemalarimiz yulduzlararo bo'shliqlarni haydashga kirishishimiz haqida bashoratlar qilingan edi. 21-asr (1) bilan bog'liq edi, undan oldin hali 35 yil bor edi:

Guruch. 1
Sayyohlar uchun Yerga yaqin fazoda va Quyosh tizimining eng yaqin sayyoralariga kosmik kemalarning muntazam parvozlari istiqbollari yoqimli optimistik:

Manzil	Chipta narxi u erda ", Qo'g'irchoq.	Miqdor reysdagi yo'lovchilar	Parvoz vaqti
Yerga yaqin orbita	1250	200	24 soat
oy	10000	35	6 kun
Venera	32000	20	18 oy
Mars	35000	20	24 oy
Mars Express	70000	20	11 oy

Yo'lovchilar aviakompaniyalar, temir yo'llar va okean laynerlarida bo'lgani kabi qulaylik bilan ta'minlanishi kerak. Yerga yaqin orbitaga parvoz qilgan har bir yo'lovchiga kosmik kemaning hajmi 2,85 m3, Oyga - 11,4 m3, eng yaqin sayyoralarga - 28,5 m3 to'g'ri keladi. Aniqlik kiritish uchun, uzoq muddatli kosmik parvozlar tajribasi va kosmonavtlarning orbital stantsiyalarda ishlashi shuni ko'rsatdiki, har bir kishi uchun bosimli bo'linmalarning hajmi kamida 60 m3 bo'lishi kerak.

Kosmik texnologiyalarning rivojlanishi
20-asrning ikkinchi yarmi asosan ballistik vositalar, ya'ni ko'p bosqichli raketalar yordamida Yerga yaqin fazoni o'rganishga bag'ishlangan.
Kosmik texnologiyalarni rivojlantirishning ikkita yo'li darhol aniqlandi - ballistik va aerodinamik. Ballistik samolyotlar (LA) parvoz uchun faqat dvigatelning reaktiv zarbasidan foydalanadi. Parvoz uchun aerodinamik samolyot, dvigatelning reaktiv kuchiga qo'shimcha ravishda (suyuq yonilg'i dvigateli yoki havo reaktivi (WFD)), qanot yoki samolyot tanasi tomonidan ishlab chiqarilgan liftni ishlatadi. Birlashtirilgan sxema ham mavjud edi. Aerodinamik samolyotlar o'z-o'zidan boshqariladigan yumshoq qo'nish uchun ko'proq istiqbolli,

"Kosmik samolyot" nima
Aerokosmik transport juda keng tushuncha bo'lib, u aerokosmik samolyotlar, uchirish va qo'nish tizimlari, masofadan boshqarish tizimlari va boshqalarni o'z ichiga oladi. Ushbu maqolada biz aerokosmik samolyotning o'zi, uning qismlari va uchirish moslamalarini ko'rib chiqamiz.
Ushbu turdagi qurilma qat'iy nomga ega emas. U kosmik samolyot, kosmik kema, astrolet, aerokosmik samolyot (VKS) va boshqalar deb ataladi. “VKS - atmosfera va kosmosdagi parvozlar uchun mo'ljallangan, samolyot va kosmik samolyotning xususiyatlarini o'zida mujassam etgan, rulman yuzasiga (xususan, qanotli) ega bo'lgan boshqariladigan reaktiv samolyotlar turi. Ko'p marta foydalanish uchun mo'ljallangan, u aerodromlardan ucha olishi, orbital tezlikka tezlashishi, koinotda uchishi va aerodromga qo'nish bilan Yerga qaytishi kerak.
VKS atmosferada va undan tashqarida - kosmosda parvoz qilish uchun mo'ljallangan, shuningdek, aerodinamik kuchlar yordamida atmosferada manevr qilish uchun mo'ljallangan.
Koinot kemasi yo bir boʻlakli qayta foydalanish mumkin boʻlgan kosmik tizim (KS) yoki qayta foydalanish mumkin boʻlgan elementlarga ega boʻlgan qayta foydalanish mumkin boʻlgan CSning bir qismi boʻlib, “qayta foydalanish imkoniyati” kosmik kemaning “qayta foydalanishga yaroqliligi”ning asosiy shartidir. Qayta foydalanish mumkin bo'lgan har qanday kosmik kema parvoz vazifalarini bajarishda yuqori ishonchlilik, xavfsizlik, ekipaj uchun minimal xavf va foydali yuk talablariga javob berishi kerak, shuningdek, ekspluatatsiya va texnik xizmat ko'rsatishda an'anaviy reaktiv samolyotlarning afzalliklariga ega bo'lishi, har qanday ob-havo sharoitida ishga tushirish va qo'nishni amalga oshirishi kerak.
Yana bir qoida "qayta foydalanish" darajasini belgilash bilan bog'liq - butun qayta foydalanish mumkin bo'lgan tizimni (bosqichlarda) yoki uning faqat bir qismini qaytarish. Bir martali ishlatiladigan tizimlar raketalarning birinchi bosqichlari tushishi uchun maydonlarni, shuningdek, yarmarkalarni ajratishni talab qiladi. Ikkinchi bosqichlar, eng yaxshi holatda, atmosferada yonib ketadi, eng yomoni, ular yerga yoki okeanga tushadi yoki uzoq vaqt orbitada qolib, kosmik qoldiqlarga aylanadi.Yer va tashqi muhit ekologiyasiga yangi munosabat. makon, shuningdek, davlatlarning “pulni kanalga tashlashni” istamasligi (to'g'ridan-to'g'ri ma'noda!) qayta foydalanish mumkin bo'lgan COPni yaratish zarurligiga olib keladi.
Qayta foydalanish imkoniyati - shuningdek, kosmik kemaning qayta ishlatilishini ta'minlaydigan strukturaviy elementlar tufayli energiya yo'qotishlari (qanotlar, qo'nish moslamalari, parashyut tizimlari, harakatlantiruvchi tizim uchun qo'shimcha yoqilg'i va boshqalar). Qurilishning yangi materiallari, yangi texnologiyalar, hozirgidan samaraliroq dvigatellar talab qilinadi.

Parvoz bosqichlari
Kosmik kema parvozining umumiy stsenariysi qanday bo'lishidan qat'i nazar, u quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- uchish va atmosferadan chiqish;
- atmosferaga kirish va qo'nish;
- kosmosda parvoz.

"Atmosferadan uchish va chiqish" bosqichi
Deyarli barcha loyihalar bitta maqsadni ko'zlaydi - raketa (LV) yoki kosmik kemadagi yoqilg'ining massa ulushini kamaytirish (tashuvchi raketa massasining 90% dan ortig'i yoqilg'i).

1 kuchaytirgich
Eng mashhur va ishlab chiqilgan uchirish tizimlari - bu samolyotni vertikal holatda (kosmodrom) ushlab turadigan ustunlar o'rnatilgan maxsus platformali vertikal ishga tushirish tizimlari. Bunday tizimlar asosan LV (LKS, Dyna-Soar) va VKA tomonidan vertikal ishga tushirilgan (Energiya-Buran, Space Shuttle) tomonidan chiqarilgan aerokosmik transport vositalarini (VKA) uchirish uchun ishlatilgan. Raketa raketasining versiyasi ham ishlab chiqilgan bo'lib, unda birinchi bosqichning yon bloklari ajralib, qanotni bo'shatib, aerodromga qo'ngan va ikkinchi bosqichning markaziy bloki orbitaga kirib, raketani tushirgan. atmosferaga kirdi va delta qanoti yordamida qo'ndi (Energia-2 ").
Yoki - samolyot orbitaga alohida raketa tomonidan chiqariladi va samolyotning dvigatellari barqaror orbitaga chiqmaguncha ishlatilmaydi. Dyna-Soar (AQSh), Bor (SSSR), ASSET va PRIME (AQSh), qayta foydalanish mumkin bo'lgan CS Energia-Buran (SSSR) va Space Shuttle (AQSh) raketa samolyotlari bunday uchirish tizimiga misol bo'la oladi.
RN dunyoning ko'plab mamlakatlarida ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan. Asosiy ishlab chiqaruvchilar: Rossiya (40%), AQSH (26%), Yevropa Ittifoqi mamlakatlari (21%), Xitoy (20%), Ukraina (6%), Yaponiya (4%), Hindiston (4%), Isroil (1). %)). Raqobatbardoshlikning asosiy mezonlari uchirilgan raketaning massasi, dizayni, ekologik tozaligi va boshqalar bo'lib, raketaning asosiy xususiyatlaridan biri ularning ishonchliligi hisoblanadi. Ushbu parametr bo'yicha eng yuqori ko'rsatkich Rossiyaning "Proton" tizimiga ega - muvaffaqiyatli uchirishlarning 97%, bu o'rtacha natijalardan 10-20% ga oshadi.

2 tashuvchi samolyot
"Air Launch" - bu samolyotni ishga tushirishning eng istiqbolli usullaridan biri, turli ishlab chiquvchilar tashuvchi samolyot (CH) yordamida uchirishni faol rivojlantirmoqda.
Samolyot CH yordamida balandlikka chiqariladi, undan ajratiladi va o'z dvigatellari yordamida orbitaga chiqariladi. Qo'shimcha raketa kuchaytirgichni o'rnatish mumkin.
Ushbu yo'q qilish usuli bir qator afzalliklarga ega. CH dan foydalanishda kutilgan ta'sir Yerdan boshlashga qaraganda 30-40% ko'proq PS ni tashkil qiladi.
Uchirishdan oldingi operatsiyalardan biri kosmik kema va raketani yoqilg'i komponentlari bilan to'ldirishdir. Ammo yonilg'i quyish parvozda ham amalga oshirilishi mumkin [IZ 2000257]. Yoqilg'i quyish parvozi bir necha bosqichdan iborat (2).
2-rasm
SN funktsiyalari havodan og'irroq barcha samolyotlarning o'z og'irligi birligiga eng yuqori yuk ko'tarish qobiliyatiga ega ekranoplan tomonidan bajarilishi mumkin. Ekranoplan quruqlikda [IZ 2404090] yoki suv yuzasida [IZ 2397922] harakatlanishi mumkin.
Amerika Qo'shma Shtatlaridan ishlab chiquvchilar uch bosqichli tizimni taklif qilishdi [IZ 2191145] barcha uch bosqichni qutqarish bilan (3). CH qanoti ostida (I bosqich), masalan, C-5 yoki An-124 samolyoti. boshqa samolyot uning "orqa tomonida" joylashgan yuk bo'limi bilan to'xtatilgan, bu erda III bosqich raketa joylashgan yarmarka bilan joylashtirilgan. To'liq yoqilg'i bilan to'ldirilgan samolyotlar ekvator yaqinidagi aerodromdan uchadi. SN balandlikka ko'tariladi va II bosqichli ramjetni ishga tushirish uchun etarli tezlikni rivojlantiradi. II bosqich ajratiladi va suborbital traektoriyaga kiradi. Atmosferaning zich qatlamlarini tark etganda III bosqich ajratiladi, bu apogeyda PNni orbitaga olib keladi. II bosqich o'z-o'zidan qaytadi, III bosqich "ko'taradi" va CH bilan birga qaytadi.
3-rasm
Qayta foydalanish mumkin bo'lgan raketa va kosmik tizim [IZ 2232700] juda ko'p sonli (10 tagacha) bir xil qayta tiklanadigan bosqichlar (4). Barcha zinapoyalar bir-biridan yuqorida joylashgan va bir-biridan farq qilmaydi, faqat birinchi pog'onada qutqaruv parashyutlari bilan jihozlangan tushirish qanotlari mavjud. Kosmik kemaning parvozi gorizontal ravishda qayta ishlatiladigan trolleybusdan tushirilgan qanotlar yordamida amalga oshiriladi. PN oxirgi bosqichning yuk bo'linmasida yoki oxirgi bosqichga biriktirilgan maxsus yuk kapsulasida joylashgan. Faqat oxirgi bosqich orbitaga chiqadi va boshida barcha bosqichlarning dvigatellari ishlaydi, ular birinchi bosqichning tankidan oziqlanadi. Birinchi bosqich bakidagi yoqilg'i tugagach, bu bosqich ajratiladi va ikkinchi bosqich bakidan yoqilg'i iste'mol qilinadi. Tushgan qanotlar kosmik kemaning vertikal parvozga o'tishi va qo'nishi, har biri alohida parashyutda bo'lganidan keyin ajratiladi.
4-rasm
LA start (5) parvonalari bo'lgan maxsus vertolyotga o'xshash trussdan, uning ostida samolyot to'xtatiladi, samolyotni troposfera chegarasigacha balandlikka ko'tarishga imkon beradi [IZ 2268209]. Dizayn boshqa qo'zg'aluvchan va turli xil pichoqlar soniga ega pervanellardan foydalanadi. Ko'p qanotli pervanellar redüktörler bilan yuqori voltli elektr motorlar tomonidan boshqariladi, ko'p qanotli pervanellar esa reaktiv boshqariladi.
5-rasm

3 konteyner
1954 yilda V.N.Chelomey samolyotni ichkarida uchirish uchun qo'llanmalar bilan jihozlangan quvurli konteynerdan samolyotni ishga tushirishni taklif qildi. Konteyner suv osti kemasida (muhrlangan), yer usti kemasida, yer usti mobil yoki statsionar qurilmada [AC 1841043], [AC 1841044] va qanotlari ochiladigan yoki uchib ketmaydigan samolyotni uchirish uchun ishlatilishi mumkin edi. Samolyot kabi samolyotlarni ishga tushirish uchun quvurli konteynerdan foydalanish mumkin. Samolyotning qanoti va empennaji konteynerdan chiqqanda avtomatik ravishda joylashtirilishi mumkin. Umuman olganda, tizim ma'lum bir bo'shliqda konteynerlarga maksimal miqdordagi samolyotlarni joylashtirishga imkon beradi, samolyotni konteynerdan oldindan tortib olmasdan, qanotlarini oldindan ochmasdan va qo'shimcha qurilmalardan foydalanmasdan tezroq ishga tushirishni amalga oshiradi. maxsus ishga tushirish moslamalari.
"Rokot" va "Dnepr" tashuvchi raketalari tashish va uchirish konteyneridan boshlanadi.

4 "To'p" boshlanishi
RS-20 "Dnepr" LV ni ishga tushirish uchun transport-tashuvchi konteynerdan birlashtirilgan raketa ("minomyot") allaqachon qo'llanilmoqda. Uchirish silosida tashish va uchirish konteyneri joylashgan, konteynerda raketaning o'zi va uchirishdan oldin yoqilgan va raketani uchirishni osonlashtiradigan gaz generatori mavjud.
90-yillarning oxiri - 2000-yillarning boshlarida, kosmik kemani uchirishning istiqbolli usullaridan biri sifatida. to'pni uchirish - elektromagnit yoki gaz-dinamik to'pdan yerga yaqin orbitaga raketani (shu jumladan boshqariladigan kosmik kemalarni) uchirish. Elektromagnit qurolning ishlash printsipi: metall samolyotda - elektromagnit lasan ichida joylashgan yadro turi, lasan o'rashida to'g'ridan-to'g'ri oqim mavjud bo'lganda, Lorentz kuchi samolyotni elektromagnit qurolning barrelidan chiqarib yuboradi. , samolyotga yuqori tezlikni berish. Rasmga tushirilgandan so'ng, samolyotning dvigatellari yoqiladi. O'qotar quroldan (torus shaklidagi qurol) uchayotganda samolyot taxminan 10 km / s tezlikka ega bo'ladi, ammo Yer yuzasi yaqinidagi atmosferaning yuqori zichligi tufayli qurolni tark etgandan so'ng, transport vositasi tezligi pasayadi.
Atmosferaning zich qatlamlarida uchishda tezlikni yo'qotish va havo qarshiligini kamaytirish uchun bir vaqtning o'zida lazer nurlari yordamida termal kanal yaratiladi [IZ 2343091], [IZ 2422336] - havoda elektr uzilishi (plazma kanali), keyin atmosferaning lazer nurlanishining gazlari yutilishi tufayli bosim pasaygan issiqlik kanalini hosil qiladi, bu orqali kema harakatlanadi.

5. Yo'l o'tkazgichdan boshlang
Samolyot maxsus estakadada reaktiv dvigatellari bo'lgan bojida boshlanadi. Arava yo‘l o‘tkazgichning oxirida tormozlanadi va samolyot aravadan ajralib, o‘zining raketa dvigatelini ishga tushiradi.
Estakada (IZ 2102292) estakadadan uchirilishning o'ziga xos xususiyati samolyot aravada (6) harakatlanadigan muz yuzasidir.
6-rasm
Ishlab chiquvchilar trubka shaklidagi yo'l o'tkazgichli tizimlarni taklif qilishadi, unda samolyot bilan bogi harakatlanadi [IZ 2381154].
Elektromagnit qurolni estakada bilan birlashtirgan tizimlar ham amalga oshirilishi mumkin. Samolyot o'ralgan quvur ichida tezlashtirilgan va yuqoriga qarab otilgan [2239586].

6 shar
Samolyot dvigatellari tomonidan iste'mol qilinadigan vodorod bilan to'ldirilgan balon bo'lgan qiziqarli ishlanmalar [IZ 2111147], [AC 1740251]. Ushbu dizayn [IZ 2111147] to'ldirilgan transport vositasini tushirish muammosini hal qilishga yordam beradi. Aerokosmik transport tizimi Yer yuzasidan ishga tushiriladi. Qaytish vositasi silindrlardagi (7) vodorod tomonidan yaratilgan aerostatik ko'tarish kuchi tufayli ko'tariladi. Dvigatellarning ishlashi natijasida qaytib keladigan samolyot M = 2,5 - 3,0 tezlikka tezlashadi. Tsilindrlardagi vodorod tezlashtirish bosqichida dvigatellar uchun yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin.
7-rasm

7 dengizni ishga tushirish
Sea Launch raketa-kosmik kompleksi turli maqsadlarda Yerning yaqin orbitalariga, shu jumladan yuqori aylana, elliptik, orbital moyillik cheklovlarisiz, geostatsionar orbitaga Yerning aylanishi ta'siridan maksimal darajada foydalangan holda ekvatordan to'g'ridan-to'g'ri uchirishga mo'ljallangan. va ketish traektoriyalari.
Albatta, samolyotni atmosferadan tashqariga chiqarish va olib chiqish uchun mumkin bo'lgan variantlarning faqat kichik bir qismi ko'rib chiqilgan.

Gorizontal va vertikal boshlashni solishtirish
Qaysi turdagi boshlash yaxshiroq - gorizontalmi yoki vertikalmi?
Vertikal uchirilganda, raketaning og'irligidan kattaroq tortish kuchiga ega dvigatellardan foydalanish kerak. Ushbu motorlar gorizontal ishga tushirish motorlariga qaraganda og'irroqdir. Vertikal ishga tushirish bilan WFD dan foydalanish deyarli mumkin emas. Ammo vertikal uchish uchun uchish-qo'nish yo'laklari kerak emas, faqat nisbatan ixcham uchish maydonchasi. Kamchiliklari - tortishish yo'qotishlari va ishga tushirilgandan bir necha soniya o'tgach, LV avariyasi sodir bo'lganda, uchirish majmuasini vayronalar bilan yo'q qilish xavfi.
Gorizontal ishga tushirish bilan kamroq kuchli dvigatellardan foydalanish mumkin va parvozning birinchi bosqichida raketa dvigatellari o'rniga WFD dan foydalaning. To'g'ri, gorizontal boshlash gorizontal startni ta'minlash vositalari - qanotlar va qo'nish moslamalari tufayli energiya yo'qotilishiga olib keladi, ammo bu yo'qotishlarni minimallashtirish mumkin. Gorizontal boshlash bilan birinchi bosqich qutqaruv tizimini tashkil qilish osonroq. Kamchilik - uchish-qo'nish yo'laklari uchun katta maydonlarni ajratish. Uchish-qo‘nish yo‘laklarini qo‘nish va qo‘nish uchun standart aerodromlardan foydalanish bu muammoni hal qilishga yordam beradi. Reaktiv dvigatellarning ishlashidan 15-35 km balandlikda joylashgan atmosferaning ozon qatlamini yo'q qilish xavfi ortadi deb taxmin qilinadi. Vertikal uchish bilan raketa bu qatlam orqali 30-40 soniyada uchib o'tadi. Atrof-muhit xavfi muammosini, masalan, maxsus parvoz traektoriyasini tanlash orqali hal qilish mumkin: 12-14 km balandlikda yuqori tezlikka tezlashish, ufqqa burchakni ~ gacha vaqtincha oshirish bilan "slaydni" bajarish. Ozon qatlami orqali tez uchish (qatlamda 10 daqiqadan ko'proq vaqt davomida halokatli parvoz) bilan 50 daraja, keyin esa 36 km dan yuqori balandlikda ufqqa burchakning 10-20 darajaga pasayishi. Biroq, bu stsenariy aerodinamik yo'qotishlarning oshishiga olib kelishi mumkin.
Boshlash turini tanlash konstruktor tomonidan belgilanadi. Ba'zi konstruktorlar vertikal boshlash uchun, ba'zilari gorizontal uchun. VM Myasishchev gorizontal boshlashga aniq ustunlik berdi. Myasishchevning so'zlariga ko'ra, 1990 yilda (Buranning yagona uchirilishidan ikki yil o'tgach) amalga oshirilishi kerak bo'lgan yadro dvigatelli M-19 kosmik kemasi loyihasi shunday tug'ildi.

"Atmosferaga kirish va qo'nish" bosqichi
Erga yaqin orbitadan qaytishning asosiy muammosi - bu samolyotni atmosferaning zich qatlamlarida havoga ishqalanishdan isitish. Korpus materiallari va himoya qoplamalari butun rivojlanish sohasidir. Shu bilan birga, quyidagi vazifalarni hal qilish mumkin va hal qilinishi kerak: yuqori tezlikda uchish va qo'nish vaqtida atmosfera bilan o'zaro ta'sir qilishda issiqlikdan himoya qilish va atmosfera isitish; kosmosda quyosh nurlanishiga ta'sir qilish, quyosh va soya tomonlarida yuqori harorat gradienti, elektr stantsiyalarining uzoq muddatli va qisqa muddatli issiqlik ta'siri, shuningdek, qurollardan, shu jumladan lazerdan himoya qilish.
Kosmik kemalarni termal halokatdan himoya qilish uchun uchta asosiy sovutish usuli mavjud, ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega:
- "issiq" dizayn - sovutish radiatsiya orqali amalga oshiriladi;
- ablasyon - sovutish qoplamaning bug'lanishi bilan amalga oshiriladi, qoplama har bir parvozdan keyin almashtiriladi;
- pastki qismida keramik plitkalar bilan issiqlik izolatsiyasi.
Qanotli kosmik kemalar atmosferaga tushishda afzalliklarga ega: ortiqcha yuk va issiqlik yuki kamayadi, transport vositasining manevr qobiliyati va qo'nish aniqligi ortadi, lekin yupqa profilli qanot yuqori haroratga nisbatan zaifdir.
"Kosmoplan" tipidagi boshqariladigan kosmik kemalarni loyihalash ishlari 1960 yilda OKB-52 (hozirgi NPO Mashinostroyenia) da boshlangan. Natijada boshqariladigan R-2 raketa samolyoti va RN UR-500 paydo bo'ldi, ular keyinchalik "Proton" ga aylandi. R-2, V.N.Chelomey tomonidan ishlab chiqilgan barcha qanotli kosmik kemalar singari, boshqa konstruktorlik byurolarining ko'pgina shunga o'xshash loyihalaridan farqli o'laroq, buklanadigan qanotlarga ega edi. 1960-yillarda termal himoya texnologiyalari issiqlik yuklangan elementlarga qo'yiladigan talablardan sezilarli darajada orqada qoldi. Shuning uchun SSSR va AQShning birinchi boshqariladigan kosmik kemasi massa markazini almashtirmasdan shar va teskari konus shakliga ega edi.
Aerokosmik samolyotlar qanotlarining isitish ta'sirini kamaytirish uchun qanotning turli xil konstruktsiyalari ishlab chiqilmoqda.
Kombinatsiyalangan termal himoya [IZ 1840531] - tashqi tomonda (8) quvvat to'plamiga biriktirilgan tashqi radiatsiya qoplamali kvarts plitkalarining qoplamasi va tashqi teri va tashqi tomondan hosil bo'lgan bo'limlar sohasida. quvvat to'plami, 2-3 mm qalinlikdagi kapillyar-g'ovakli material mavjud bo'lib, u suyuq sovutgich bilan namlanadi, bug'langan sovutgichni olib tashlashni ta'minlaydi.
8-rasm
1976 yilda NPO Energia himoya qilish uchun magnit maydondan foydalanishni taklif qildi. Birinchi kosmik tezlikda sekinlashuv paytida kosmik kema bilan aloqa qiladigan havo harorati ~ 8000 ° C ga etadi, havo ionlanishi sodir bo'ladi. Tashqi magnit maydon mavjud bo'lmasa, ionlar sovuqroq bo'lgan fyuzelya mintaqasiga tarqaladi va rekombinatsiya reaktsiyasi sodir bo'ladi, buning natijasida issiqlik chiqariladi. Kosmik kema (9) ichida magnit maydonni [AC 1840521] yaratadigan kuchli doimiy magnitlarni o'rnatish mumkin, bu ionlar va elektronlarning fyuzelaj yuzasiga tarqalishiga to'sqinlik qiladi, shuning uchun rekombinatsiya reaktsiyalari kattaroq tezlikda sodir bo'ladi. fyuzelajdan masofa, bu reaksiyalarning issiqligidan fyuzelajning isishi kamayadi.
9-rasm
Qattiq strukturaviy element suyuq holatga aylanganda va bu suyuqlik bortga yoki bort magistraliga tushirilganda muzdan tushirish orqali sovutishni amalga oshirish mumkin [IZ 2033947]. Ushbu dizaynning afzalligi shundaki, qattiq sovutgich eritishdan oldin strukturaviy element bo'lishi mumkin.

Kirish koridori
Atmosferaga kirayotganda samolyotning isishi va yo'q qilinishi ehtimolini kamaytirish uchun "tabiiy" imkoniyatlarni bilish va ulardan foydalanish kerak. Merkuriy va sun'iy yo'ldoshlardan tashqari (Titan, Enceladus, ehtimol Ganymede) atmosferaga ega bo'lgan sayyoralar uchun, deb atalmish narsani esga olish kerak. kirish yo'lagi - rejalashtirilgan balandlikdan past va undan yuqori balandliklar uchun ruxsat etilgan chegara qiymatlari orasidagi perigee balandliklarining farqi. Rejalashtirilgandan pastroq balandlik kosmik kemaning ishdan chiqishiga yoki yonishiga, undan yuqori - kosmik kemaning atmosfera chegarasidan chiqib ketishiga olib keladi. Yo'lakning kengligi ma'lum bir qurilma uchun issiqlik yuki va ortiqcha yuklarning ruxsat etilgan chegaralariga bog'liq; parabolik tezlikda - taxminan teng: Venera - 113 km, Yer - 105 km, Mars - 1159 km, Yupiter - 113 km,. Ammo koridorda ham tarqoq energiya juda katta bo'ladi. Ekstremal misol - Galileo kosmik kemasining Yupiter atmosferasiga 47,5 km / s tezlikda kirishi; Tormoz parashyutining ochilishidan 4 daqiqa oldin 3,8 ∙ 105 megajoul tarqaldi. Sirt harorati 15000 K, 90 kg ablativ material bug'langan (qurilma og'irligi 340 kg).
Qiziqarli afzallik - bu ablativ tarzda sovutilgan pastki va idishni vakuumli termal himoyasi bo'lgan apparat-disk sxemasi. Atmosferaga 45 graduslik burchak ostida kirganda, bunday qurilmaning kabinasi deyarli mutlaq vakuum zonasida bo'ladi, bu esa kirish paytida uni isitishdan ishonchli himoya qiladi.
"Kosmosda parvoz" bosqichi
Ushbu maqolada biz ushbu bo'limni batafsil ko'rib chiqmaymiz, biz kosmik kemalarni ishlab chiqish va loyihalashda hisobga olinishi kerak bo'lgan omillarning faqat bir qismini sanab o'tamiz: ionlashtiruvchi nurlanish, o'zgartirilgan magnit maydon, quyosh nurlanishi (UV), vakuum (kosmik kema terisining sekin bug'lanishiga olib keladi), meteorit xavfi, harorat gradienti, kosmik radiatsiya, kosmik qoldiqlar, propellantlar.
Bundan tashqari, kosmik kemada bo'lish sharoitlari odamga sezilarli ta'sir ko'rsatadi: tezlashuvlar, sun'iy atmosfera, izolyatsiya, gipokineziya, vaznsizlik.

Kosmik kemaning joylashuvi va tuzilishi
Kosmik kemalar loyihalari asosan ikkita sxema bo'yicha amalga oshiriladi:
... Tashish tanasi
... Samolyot.
Rulman tanasining joylashuvi - gorizontal aerodinamik yuzalar yo'q, boshqaruv sirtlari bundan mustasno - flaplar, flaplar, liftlar va boshqalar. Taxminlarga ko'ra, yuk ko'taruvchi kuzovli (ANC) transport vositalari kosmosga raketa yordamida chiqariladi. Ular ballistik transport vositalariga qaraganda ko'proq lateral manevraga ega, lekin ayni paytda juda cheklangan, shuningdek, oqimga chiqarilgan o'tkir qirralari yo'q (keellardan tashqari). Biroq, sinov jarayonida (asosan AQSHda M2-F1, M2-F2 va boshqalar PILOT, ASV va ASE dasturlari bo'yicha ASSET dasturi va PRIME dasturlari) ANC past ko'rsatkichga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. aerodinamik sifat (<1 на гиперзвуке), неудовлетворительную устойчивость по крену и высокую скорость снижения, а величина бокового маневра увеличивалась не очень значительно.
Samolyotning joylashuvi. Ko'pincha kosmik kema dumsiz dizaynga muvofiq, past nisbatli delta qanoti bilan ishlab chiqariladi. Ushbu sxema ballistik transport vositalaridan va monokok tanasi bo'lgan transport vositalaridan ko'ra ko'proq lateral manevraning sezilarli miqdori bilan ajralib turadi. Biroq, qanotli sxemaning aerodinamik va termodinamik hisob-kitoblari ancha murakkab va qanotning o'tkir qirralarini qo'shimcha termal himoya qilish talab etiladi. Ammo bu kamchiliklar afzalliklardan ko'ra ko'proq: orbitadan biror narsa etkazib berish qobiliyati va orbital blokning to'liq qaytishi.
Har bir qayta foydalanish mumkin bo'lgan kosmik kema, bir martalik raketadan farqli o'laroq, orbitadan yoki uchirish traektoriyasidan qaytish vositasini olib yuradi. Qaytish vositalaridan biri aerodinamik yuzalar - korpus yoki qanot.

1 Disko
Bu "yuk ko'taruvchi korpus" va "samolyot" ni o'z ichiga olgan tartib bilan mustaqil sinf deb hisoblanishi mumkin.
Qayta foydalanish mumkin bo'lgan aerokosmik tizim [AC 580696] PNni yerga yaqin orbitaga chiqarish, shuningdek, transport kosmik kemasi (10) yordamida kosmik ob'ektlarni orbitadan Yerga qaytarish uchun mo'ljallangan. Korpus (fyuzelyaj) va zinapoyalar qanoti va TKK bitta butun tana qanotini ifodalaydi, uning profili zinapoyalar uchun yarim disk va TKK uchun diskdir; reja doirasi yoki ellipsdagi ikkala qadam va TKK. Ikkala bosqich ham, TKK ham boshqariladi va bir kabinadan ikkinchisiga o'tish imkoniyati bilan o'tish joylari bilan bog'langan.
Guruch. o'n
Tomchi shaklidagi ko'ndalang profilli disk ko'rinishidagi samolyot bilan qayta foydalanish mumkin bo'lgan aerokosmik uchish tizimi [AC 1740251] ishga tushirish yo'riqnomasiga ulangan vakuum elektr stantsiyasi (WPP) va aerostatik qobiqlarga ulangan samolyotdan iborat. ishga tushirish qo'llanmasi - "balonni uchirish" ning yana bir versiyasi ( o'n bitta).
Samolyotni kerakli balandlikka ko'tarish va boshlang'ich qo'llanmani kerakli burchakka o'rnatish uchun shamol turbinasi aerostatik qobiqlarni evakuatsiya qiladi. Samolyot barqaror pozitsiyani saqlab qolgan holda aerodromga yoki suv yuzasiga tushadi. Aerostatik qobiqlar Yerga qaytariladi va qayta ishlatiladi.
11-rasm
Muhandislar 21-asrda disk shaklidagi samolyot g'oyasidan voz kechishmayapti. Diskoplan [PM 57238] aylana bo'ylab turli xil termoyadroli raketa dvigatellari bilan 0 dan 15 km / s gacha tezlikni ishlab chiqish va Oy yuzasiga yuk tashish, geostatsionar orbitada ishlarni bajarish imkoniyatiga ega bo'ladi.
EKIP skrining samolyoti disk shaklidagi fyuzelyajli disk shaklidagi samolyot uchun ilhom manbai bo'ldi [IZ 2396185].

2 Qo'llab-quvvatlovchi tana
Bir qator kosmik muammolarni hal qilish uchun bir-biriga bog'langan uchta fyuzelyaj, yoqilg'i baklari va bir nechta reaktiv dvigatellar joylashgan mono-qanot shaklidagi korpus (12) bilan kosmik samolyotdan [IZ 2137681] foydalanish mumkin. o'rnatilgan - suyanch, uchish va qo'nish, tormoz va gaz turbinasi. Quvvat manbalarida quyosh panellari ham mavjud.
12-rasm

3. Samolyotning joylashuvi
Taklif etilgan sxemalar juda xilma-xildir.
Qayta foydalanish mumkin bo'lgan kosmik kema raketa uchun bo'shliqlar bilan qanotli "shuttle" sifatida ishlab chiqariladi [IZ 2111902]. Bu raketani raketaning yon tomoniga joylashtirish tufayli surishning noto'g'ri joylashishini bartaraf etish hisobiga uchirish qismidagi "shuttle" ning boshqarilishini yaxshilash imkonini beradi. Kosmik kema vertikal ravishda uchadi va LV ish vaqti tugagandan so'ng ular "shuttle" dan ajratiladi. O'rnatilgan raketani tushirishga o'xshash g'oya Lynx raketa samolyotida amalga oshiriladi (yoki amalga oshiriladi).
Sun'iy yo'ldoshni orbitaga etkazish uchun turli xil asosli kosmik qurilmalardan foydalanish taklifi qiziq va kutilmagandir [IZ 2120397]. Mustaqil ravishda ishlaydigan samolyotlar - orbital kosmik stantsiyaga asoslangan videokonferentsaloqa va yerdagi transport samolyotlari (TC) har biri o'z bazasidan uchadi. Yer atmosferasida qoʻshma parvoz, docking va har bir samolyotning baza nuqtasiga qaytishi vaqtida yuklarni joylashtirish va almashish amalga oshiriladi.
NE Staroverov tomonidan ishlab chiqilgan ikki bosqichli kosmik kema [IZ 2503592] qanotli birinchi va ikkinchi bosqichlardan va ular orasida joylashgan qanotsiz qattiq yoqilg'i raketa kuchaytirgichidan (bir martalik) iborat. Birinchi bosqich va raketa kuchaytirgich uchuvchisiz, ikkinchi bosqich boshqariladi. Boshida ikki devirli turbojetli dvigatellar ishlaydi. Tezlashtirish va ko'tarish dvigatel rejimlarini ketma-ket yoqish bilan gorizontalning turli burchaklarida amalga oshiriladi.
Albatta, Yer yuzasidan boshlashga qodir bo'lgan bir bosqichli tizimlar alohida qiziqish uyg'otadi.
Bir bosqichli kosmik kemalarni ishlab chiqish Hindistonning Adviser, Defense Research End Dev.org kompaniyasi tomonidan amalga oshiriladi - bir bosqichli aerokosmik samolyot [PO 51288]. ikkita havo reaktiv dvigatellari va ikkita suyuq yonilg'i dvigatellari bilan jihozlangan va havo olish to'rtburchaklar shaklida.
AQShda SUNSTAR IM shaxsiy bir bosqichli "garajga asoslangan" kosmik kemani ishlab chiqmoqda. Taxminlarga ko'ra, kosmik kema orbital traektoriyaga kiradi va, ehtimol, orbital stantsiya bilan tutashadi. Dizayn xususiyati saqlash va uchirish joyiga va orqaga yetkazish uchun fyuzelyajga burilish bilan bog'langan qanotlarni (13) yig'ish qobiliyatidir.
13-rasm
Yo'nalishlardan biri turistik kosmik kemalardir.
Rossiya aviatsiya konsortsiumi [PO 78697] suborbital turistik samolyotni ishlab chiqmoqda.
MAI ilmiy va sport maqsadlarida aerokosmik tizim loyihasini ishlab chiquvchilardan biri hisoblanadi. Tizim tarkibiga MiG-31S tashuvchi samolyoti bo'lgan suborbital raketa samolyoti, erdagi xizmat ko'rsatish tizimi va salohiyatli ekipajlarni tayyorlash uchun sport-texnika majmuasi kiradi.
Kosmik turizm hozirgi vaqtda kosmik kemalar amalga oshirilayotgan yagona yo'nalishdir. 2016 yilda Lynx suborbital aerokosmik samolyotining birinchi parvozi rejalashtirilgan, SpaceShipTwo turistik suborbital kapsulasi va WhiteKnightTwo tashuvchi samolyoti (ikki bosqichli tizim) bir necha yillardan beri sinovdan o'tkazilmoqda. Biroq, kosmik turizm qimmat. Aviatsiya va koinot turizmi ishqibozlaridan biri R.Brenson kosmik sayohat yo astronomik qimmatga tushishidan shikoyat qildi: Sovet Ittifoqida (bu shunday deyilgan!) XKSga parvoz qilish uchun undan 30 million dollar so‘rashgan yoki bu noqulay va xavfli edi.
SpaceShipTwo-da qattiq yoqilg'i va suyuq oksidlovchiga ega gibrid raketa dvigateli o'rnatilgan. SpaceShipTwo 8 kishiga mo'ljallangan - 2 ekipaj a'zosi va 8 yo'lovchi. Kompaniyaning maqsadi - parvozlar xavfsiz va arzon bo'lishi kerak. WhiteKnightTwo tashuvchi samolyoti ikki fyuzelyajli samolyot bo'lib, fyuzelajlar orasiga SpaceShipTwo kapsulasi biriktirilgan.
ASTRIUM SAS (Airbus) tomonidan Fransiyaning ASTRIUM SAS (Airbus) kompaniyasi tomonidan 0,9 Mach dan yuqori tezlikka ega va trans va/yoki tovushdan tez parvozni ta'minlovchi kosmik samolyot ishlab chiqilmoqda. Samolyot atmosferada parvozda ishlaydigan ikkita turbojetli dvigatel va raketa dvigateli bilan jihozlangan. Ularning atmosferasi chiqib ketganda, havo kirishlari samolyot fyuzelyaji shaklini takrorlaydigan maxsus harakatlanuvchi gumbaz shaklidagi klapanlar bilan yopiladi.
XCOR Aerospace Incompany (AQSh) tomonidan ishlab chiqarilgan suborbital bir bosqichli CS Lynx tashqi yuqori pog‘onadan foydalanib, sayyohlarni koinotga yetkazish, ilmiy tadqiqotlar o‘tkazish va massasi 650 kg gacha bo‘lgan raketani past orbitaga olib chiqish uchun ishlatilishi mumkin. . Yuqori pog'onali tashqi bo'linmasiz Lynx-dan bir nechta sayyohlar yoki sayyohlarni va koinotni o'rganish uchun bir qator ilmiy asboblarni etkazib berish uchun foydalanish mumkin.
Lynx suyuq kislorod - suyuq uglevodorod komponentlari (kerosin, metan, etan, izopropanol) bilan ishlaydigan uchqunli qayta ishlatiladigan raketa dvigatellaridan foydalanadi.
Britaniyaning Bristol Spaceplanes kompaniyasi sayyohlarni tashish uchun kosmik kema ishlab chiqmoqda. Ascender - suborbital raketa samolyoti bo'lib, u bitta uchuvchi va bitta yo'lovchi yoki bitta uchuvchi va ilmiy jihozlar to'plamini 100 km balandlikka yetkaza oladi.
Ascender ikki bosqichli Spacebus tizimini, 50 tagacha yo'lovchini tashishga qodir va Yevropadan Avstraliyaga taxminan 75 daqiqada parvozni ta'minlay oladigan orbital samolyotni ishlab chiqishni boshlaydi. Loyihaning asosi, iloji bo'lsa, aviatsiya va kosmik tizimlarning standart elementlari bo'lganligi sababli, Spacebus parvozi narxi Shuttle parvozi narxidan 100 baravar kam bo'ladi.
2004 yil yangiliklari EMZ im tomonidan taqdim etildi. VM Myasishchev va "Suborbital Corporation" aerokosmik tizimi Cosmopolis-XXI (C-XXI) - M-55 "Geofizika" tashuvchi samolyoti va suborbital raketa samolyotining to'plami. Loyiha amalga oshirilmagan.

Kosmik kemalarning harakatlantiruvchi tizimlari
Dizayn qanchalik yaxshi bo'lmasin, parvoz rejasi qanchalik puxta o'ylangan bo'lmasin, kosmik kema dvigatelsiz hech qaerga uchmaydi.
1980-yillarning oxiriga kelib, etakchi kosmik kuchlar uchun odatiy vazifa 900-1000 tonna og'irlikdagi umumiy foydali yukni ishga tushirish bo'lishi taxmin qilingan. Gaz fazali yadroli NRE, termoyadro va impulsli termoyadro dvigatellari eng istiqbolli dvigatellar deb topildi.
Har qanday harakatlantiruvchi tizim (DS) energiya manbai, ishchi suyuqlik manbai (tashlangan massa) va dvigatelning o'zini o'z ichiga olishi kerak, va ba'zi turdagi dvigatellarda energiya manbai va ishchi suyuqlik birlashtirilgan (kimyoviy dvigatellar).
Elektr stantsiyalarini shartli ravishda uch guruhga bo'lish mumkin:
1. Avtonom - energiya manbai va ishchi suyuqlik bortda (suyuqlik bilan ishlaydigan raketa dvigatellari va boshqa kimyoviy, NRE);
2. Yarim avtonom - tashqi energiya manbalari bilan DS: tashqi lazerlar, mikroto'lqinli generatorlar, Quyosh energiyasidan foydalanadigan motorlar ("metallda" faqat ion va plazma mavjud);
3. Atmosferani, sayyoralararo muhitni, sayyoralar va asteroidlarning materialini, shuningdek, quyosh shamolini (quyosh yelkanini) ishlaydigan vosita sifatida ishlatadigan avtonom bo'lmagan dvigatellar.
Dvigatellar energiya manbalarining turiga, ishchi suyuqlikning dastlabki holatiga va boshqa xususiyatlarga ko'ra bo'linadi.
Mavjud WFDlarning hech biri barcha parvoz rejimlarida kosmik kemada ishlatilmaydi. Shuning uchun, VRM-da tezlashtirish bilan kontseptsiyaning o'zi har xil turdagi dvigatellar bilan birlashtirilgan qo'zg'alish tizimini talab qiladi. Parvoz tezligi uchun kurash, birinchi navbatda, dvigatel quvvati va samaradorligini oshirish uchun kurashdir.
Keling, kosmik kemalarda foydalanish uchun istiqbolli dvigatellarning ba'zi turlarini ko'rib chiqaylik.

Suyuq dvigatelli reaktiv dvigatel
LRE - kosmik kemalar va raketalar uchun eng keng tarqalgan dvigatel. Raketa dvigatelining o'ziga xos xususiyati butun balandlikda ishlash qobiliyatidir. Biroq, raketa dvigatellari ko'p miqdorda yoqilg'i va oksidlovchi iste'mol qiladi, shuningdek, nisbatan past samaradorlikka ega.
Rivojlanishning istiqbolli yo'nalishlari:
- sozlanishi tomoq maydoniga ega suyuq yonilg'i raketa dvigateli; pasaytirilgan surish qiymatida o'ziga xos impuls 3-4% ga oshadi.
- Yonilg'i komponentlarining o'zgaruvchan nisbati bilan LRE ish paytida (oksidlovchi - suyuq kislorod, yoqilg'i - suyuq vodorod) bir necha marta (Km = 15 gacha) yonish kamerasining ishlashi paytida; dvigatel ko'tarilgandan so'ng nominal rejimga (Km = 6) keltiriladi, bu yuqori o'ziga xos surish impulsini ta'minlaydi; kamroq vodorod iste'moli va tanklar hajmi va og'irligining kamayishi ta'minlanadi.

Gibrid raketa dvigatellari (GRD)
Aslida, GRDlar an'anaviy raketa dvigatellari bo'lib, unda yoqilg'i komponentlari turli fazalarda bo'ladi, masalan, suyuq yoqilg'i qattiq oksidlovchi yoki qattiq yoqilg'i suyuq oksidlovchi hisoblanadi. Gaz dvigatelining xususiyatlariga ko'ra, ular suyuq yonilg'i dvigateli va qattiq yoqilg'i dvigateli o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi. Gidravlik dvigatelning afzalliklari faqat bitta komponentni etkazib berishni nazorat qilishni talab qiladi, ikkinchisi uchun tanklar, klapanlar, nasoslar va boshqalar kerak emas, tortish va o'chirishni boshqarish qobiliyatiga ega, devorlar uchun alohida sovutish tizimlarini talab qilmaydi. yonish kamerasining: bug'langan qattiq komponent devorlarni sovutadi. Ushbu turdagi dvigatel SpaceShipTwo ga o'rnatilgan.

To'g'ridan-to'g'ri oqimli havo reaktiv dvigateli (ramjet)
Dizaynning nisbatan soddaligi, shuningdek, keng tezlikda ishlash qobiliyati tufayli ramjet ko'plab kosmik kemalar loyihalarida ko'rib chiqiladi. Ushbu loyihalarda ramjet dvigatellari atmosferada tezlashtirish uchun asosiy dvigatel rolini o'ynaydi, chunki ular maksimal atmosfera parvoz tezligida deyarli hech qanday cheklovlarga ega emas. Ramjet dvigatelining samaradorligi va kuchi tezlik va balandlik bilan ortadi. Ramjetli dvigatellarning kamchiliklaridan biri shundaki, ularni ishga tushirish uchun apparatni taxminan 300 km/soat tezlikka tezlashtirish, gipertovushli ramjet dvigatellarida esa boshqa turdagi dvigatellar yordamida tovushdan tez tezlikka yetkazish talab etiladi.
Ramjetda qattiq kukun yoqilg'isi, masalan, ko'mirdan foydalanish mumkin. A. Lippish tomonidan Li P.13 samolyoti loyihasida asosiy yoqilg'i sifatida ko'mir kukunidan foydalanish taklif qilindi.
Ramjetning eng istiqbolli dizayni gibrid ramjetli raketa dvigateli hisoblanadi. Bunday dvigatelning o'ziga xos impulsi suyuq yonilg'i bilan ishlaydigan raketa dvigateliga qaraganda yuqori va ko'ndalang kesimning 1 m2 maydoniga nisbatan yuqori, ba'zi hollarda esa yuqori o'ziga xos impulsga ega. RPVRD keng diapazondagi tezlikda samarali qo'llanilishi mumkin. Raketa sxemasidan - gaz generatoridan iborat bo'lib, u qattiq yoqilg'i raketa dvigateli, suyuq yonilg'i dvigateli yoki gaz dvigateli va to'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasidan iborat.
Metalllardan yoqilg'i sifatida foydalanish ularning yuqori faolligi, sezilarli darajada issiqlik chiqishi bilan bog'liq va boshqariladigan raketalar uchun printsipial jihatdan yangi yuqori samarali ramjet dvigatellarini yaratishga imkon beradi. Atmosfera havosini oksidlovchi sifatida ishlatadigan chang metall yoqilg'ida ramjetning afzalliklari shundaki, ular yuqori ishlash ko'rsatkichlarini ta'minlaydi, keng tezlikda ishlatilishi mumkin, shu bilan birga ishlov berish va saqlashda ishonchli.
Ramjet dvigatelini loyihalashning vazifalaridan biri yoqilg'ining to'liq yonishini ta'minlashdir. Qiziqarli yechim Taktik raketa qurollari korporatsiyasi xodimlari tomonidan taklif qilindi [IZ 2439358]. Yoqilg'i sifatida alyuminiy yoki magniy kabi metall kukunlari taklif etiladi. Old kamerada ortiqcha havo bilan havo-chang suspenziyasi hosil bo'ladi va bu aralashmaning yonishi boshlanadi. Kukun zarralari kuydirgichda butunlay yonib ketadi. Jet oqimi hosil bo'ladi.
KB Ximavtomatiki CIAM bilan birgalikda tadqiqot gipertovushli ramjet dvigatelini - ekssimetrik gipersonik ramjet dvigatelini ishlab chiqmoqda. To'rtburchaklar kamerali GPVRD 58L vodorodni tovushdan yuqori oqimda yoqish paytida ish jarayonlarini eksperimental tadqiq qilish uchun mo'ljallangan. 1998 yilda dvigatelning parvoz sinovi muvaffaqiyatli o'tkazildi, uning davomida dunyoda birinchi marta 6,35 Mach tezligiga erishildi.
Shuningdek, suyuq vodorodda ekssimetrik ikki rejimli skramjet dvigatelining modelining parvoz sinovlari 28 km balandlikda 3,5 dan 6,5 gacha bo'lgan Mach sonli parvoz oralig'ida o'tkazildi.
Shu bilan birga, CIAM olimlari detonatsion yonish kamerasida tovushdan tez oqim va pulsatsiyalanuvchi detonatsiya to'lqinida yonish bilan tovushdan tez pulsatsiyalanuvchi ramjet dvigatelining (SPDPD) yangi sxemasini yaratmoqdalar. Vodorod-havo SPDFD uchun hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, H = 25 km balandlikda parvoz qilganda u Mach soni m / s 4,5 dan 7,5 gacha bo'lgan parvozda ishlashi mumkin.

Yadro raketa dvigateli (YARD)
Stabil bo'lmagan elementlarning yadroviy bo'linish reaktsiyalaridan issiqlik energiyasidan foydalanish termal raketa dvigatellarini yaratishda eng istiqbolli yo'nalish bo'lib ko'rinadi.
YARD - energiya manbai yadro yoqilg'isi bo'lgan raketa dvigatellari; eng samarali raketa dvigatellariga qaraganda yuqori o'ziga xos impulsga ega. Shu bilan birga, NRE suyuq yonilg'i raketa dvigateliga qaraganda kattaroq massaga ega, chunki ular radioprotektiv qalqon bilan jihozlangan.
YARD uzoq vaqt davomida oz miqdorda yoqilg'i sarflaydi va yonilg'i quymasdan uzoq vaqt ishlashi mumkin.
NRE ning asosiy sinflari:
- to'g'ridan-to'g'ri isitish: ishchi suyuqlik parchalanuvchi moddalarni o'z ichiga olgan hududdan o'tayotganda qiziydi (RD-0410);
- oraliq energiya konvertatsiya qilish tizimi bilan, bu erda yadro energiyasi birinchi marta elektr energiyasiga aylanadi va elektr energiyasi ishchi suyuqlikni isitish yoki tezlashtirish uchun ishlatiladi, ya'ni. ular yadroviy reaktor va tegishli RaI ("TOPAZ 100/40") ni ifodalaydi.
YARD RD-0410 kosmik kemalarni tezlashtirish, sekinlashtirish va koinotni chuqur o'rganish jarayonida ularning orbitasini tuzatish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu vosita yopiq sxemada ishlab chiqariladi, ishchi suyuqlik suyuq vodoroddir. Ishchi suyuqlikning termodinamik mukammalligi va uni yadroviy reaktorda isitishning yuqori harorati (3000 K gacha) tufayli dvigatel yuqori samaradorlikka ega, vakuumdagi o'ziga xos tortishish impulsi 910 kgf / kg ni tashkil qiladi, bu ikki baravar yaxshi. vodorod-kislorod komponentlariga asoslangan suyuq yonilg'i raketa dvigatellari kabi va vodorod-ftorli raketa dvigatellariga qaraganda 1,85 baravar yuqori. Lekin bu ham tarix. KBKhA ga 1965 yilda RD0410 va RD0411 NRDlarni ishlab chiqish topshirilgan.
NRE ko'p yillik batafsil tadqiqotlarni o'tkazdi: 70-90-yillarda kosmosda uch modifikatsiyadagi o'ndan ortiq yadroviy elektr inshootlari (AES) yadroviy issiqlik energiyasini aylantirish printsipi bo'yicha kosmik apparatlarni quvvatlantirish uchun mo'ljallangan. yarimo'tkazgichli termoelektr generatorida reaktorni elektrga aylantiradi.
Kosmik kemalar uchun atom elektr stantsiyasini yaratish bo'yicha ishlar "Krasnaya Zvezda" OAJ tomonidan davom ettirilmoqda, [IZ 2421836], [IZ 2507617].
Biroq, NRM va NPP hali ham ko'rgazmali parvozlarda amaliy qo'llanilishini topmadi, garchi ular uzoq masofali kosmik parvozlar uchun istiqbolli deb hisoblanadi. Bunday dvigatelga ehtiyoj bormi va u ishlab chiqiladimi, degan shubhalar ham bor edi.
Ish paytida NRE radioaktiv nurlanish chiqaradi, shuning uchun kemani radiatsiyaviy himoya qilish talab qilinadi. Atmosferada to'liq himoya talab qilinadi va kosmosda dvigatel asosiy kemadan himoya qalqoni bilan himoyalangan bo'lsa, u juda soyali bo'ladi.
Ish tugagandan so'ng atom elektr stantsiyalarini utilizatsiya qilish reaktorning ishlash muddati parchalanish mahsulotlarini xavfsiz darajaga (kamida 300 yil) parchalanishi uchun etarli bo'lgan orbitaga o'tkazish yo'li bilan amalga oshiriladi. Kosmik kema bilan har qanday avariya yuz bergan taqdirda, atom elektr stantsiyasi reaktorning aerodinamik dispersiyasini xavfsiz darajaga ko'taradigan yuqori samarali qo'shimcha radiatsiyaviy xavfsizlik tizimini (ARS) o'z ichiga oladi.
Keling, prognozlarga qaytaylik. 1966 yilda Y.Konechchi, eng pessimistik bahoga ko'ra, gaz fazali yadroli yadro reaktorining ishga tushirilishi 1990 yilga aylanishini yozgan edi ... Oradan chorak asr o'tdi.

Lazerli raketa dvigateli (LRD)
LJE xususiyatlari NRE va EJE xususiyatlari o'rtasida yotadi, deb ishoniladi.
LJE lazer bilan boshlangan plazma chirog'i bilan boshqariladigan samolyotning kuchini ta'minlash uchun mo'ljallangan. 2002 yildan beri KBKhA I. bilan hamkorlikda. MV Keldysh va optoelektronik qurilmalarning NIINI an'anaviy kimyoviy yonilg'i dvigatellariga qaraganda ancha tejamkor bo'lgan LJE yaratish muammosini o'rganmoqda.
Boshqa LRD [IZ 2559030] loyihasida ishlash printsipi boshqacha. Lazer yordamida yonish kamerasida uzluksiz optik zaryadsizlanish hosil bo'ladi. Chiqaruvchi plazma bilan o'zaro ta'sir qiluvchi ishchi suyuqlik tovushdan yuqori tezlikka ega bo'ladi.
Fotonik raketa dvigateli - bu gipotetik raketa dvigateli bo'lib, undan fotonlarning yo'naltirilgan chiqishi natijasida surish hosil qiladi. fotonlar oqimi erishish mumkin bo'lgan maksimal tezlik - yorug'lik tezligiga ega. ... Fotonik raketalar nazariyasining rivojlanishi uzoq tarixga ega. E. Zengerning fikricha, raketadan otilib chiqqan fotonlar oqimining reaksiyasi natijasida harakatga keltiriladigan fotonik raketalar Galaktikaning eng olis hududlariga uchish imkonini beradi.
Ehtimol, bu terminologiya masalasidir. Hozirda ba'zan lazer yordamida fotonik dvigatellar deb ataladi, 1958 yilda lazerlar hali yaratilmagan. Fotonlar manbai sifatida "an'anaviy" dizayndagi foton dvigateli [PM RU 64298] kuchli lazerni o'z ichiga oladi; o'ziga xos xususiyat - optik rezonatordan foydalanish, bu dvigatelning kuchini oshirishga imkon beradi.
Yana bir foton dvigateli [IZ 2201527] rezonator sifatida olmos kristalli va radial nometalldan foydalanishi bilan farq qiladi. Rezonator ham tortishish kuchini oshirish uchun ishlatiladi.

Elektrojetli dvigatel (ERE)
EJElar elektromagnit maydon yordamida ishlaydigan suyuqlikni chiqaradi yoki ishchi suyuqlikni elektr bilan qizdiradi. Ko'pgina hollarda, EJE ning ishlashi uchun zarur bo'lgan elektr energiyasi ichki quvvat manbalaridan (radioizotop termoelektr generatori (RTG), batareyalar) yoki Quyoshdan olinadi.
Elektr dvigatellarining asosiy sinflari, ish jarayonlari tubdan farq qiladi:
- ionli
- azimutal elektron driftli motorlar
- yuqori oqimli motorlar
- issiqlik almashinuvi EJE.
Ionli EJElarda asil gazning ionlari (ko'p loyihalarda - ksenon) ishchi suyuqlik bo'lib xizmat qiladi va issiqlik almashinadigan elektr reaktiv dvigatellarida - bir juft past eriydigan metallar. Kosmosda ishlatiladigan birinchi ksenon ionli dvigatel 1992 yilda Eureca missiyasida (ESA) RITA dvigateli edi.
EJElar ancha yuqori samaradorlikka ega bo'lib, 0,7 ga etadi. Aynan EJE yadroviy reaktor bilan birgalikda Marsga parvoz qilish uchun asosiy kelish/ketish dvigatellari sifatida taklif qilingan edi.
Hozirgi vaqtda EJElar ba'zi kosmik kemalarda yo'naltiruvchi dvigatellar, sayyoralararo kosmik kemalarning asosiy tezlatuvchi dvigatellari (Deep Space 1, SMART-1), past kuchlanishli dvigatellar va o'ta kichik orbitalarni tuzatish uchun ishlatiladi.
Ion dvigatellarining rivojlanish tarixi o'n yildan ko'proq vaqtga borib taqaladi. Shunday qilib, "Messerschmitt - Byolkov-Blom GmbH" (Germaniya) kompaniyasining ion dvigatelini ishlab chiqish uchun ma'lumot manbalaridan biri [patent 682150] S. L. Eylenberg va A. L. Xübnerning 1961 yilda nashr etilgan kitobi edi.

Kosmik kemaning qo'llanilishi
1 Harbiy dastur (potentsial dushmanning harakatlari to'g'risida razvedka ma'lumotlarini olish, dushman kosmik nishonlarini aniqlash va yo'q qilish va boshqalar), buning uchun birinchi kosmik kemalar yaratilgan.
2 Foydali yukni koinotga yetkazish;
3 Yuk va ekipajni orbital stansiyalarga yetkazib berish. Hozirda XKSga yuklarni yetkazib berish faqat Progress (Rossiya), Dragon (AQSh), Cygnus (AQSh), HTV (Yaponiya) kosmik kemalari tomonidan amalga oshirilishi mumkin; odamlarni etkazib berish - faqat "Soyuz" kemalari (Rossiya)
4 Sayyoralararo kemalarga yonilg'i quyish
5 Erga qaytish imkoniyati bilan istiqbolli harakatlantiruvchi tizimlarning sinovlari
6 Koinot qoldiqlarini ushlash va Yerga yetkazish
7 Atmosferaning yuqori qatlamini o'rganish
8 Sun'iy Oy sun'iy yo'ldoshi orbitasiga foydali yukni etkazib berish (ISL)
9 Sun'iy yo'ldoshlarni tekshirish va texnik xizmat ko'rsatish
Zamonaviy hisob-kitoblarga ko'ra, kosmik kema tomonidan bajariladigan vazifalarning mumkin bo'lgan taqsimoti: 57% - kosmik turizm; 18% - ilmiy tadqiqotlar olib borish; 12% - operativ masofadan zondlash va atrof-muhit monitoringi, 8% 5% - kosmonavtlarni tayyorlash va 5% - reklama loyihalarini amalga oshirish.
Ushbu ro'yxatga kosmik kemalar uchun yana bir istiqbolli yo'nalish - sayyora minerallarini qazib olish kirmadi.
Tahlil shuni ko'rsatadiki, kosmik turizm yaqin kelajakda eng ko'p talabga aylanishi mumkin.
Buning uchun zaruriy shartlar bir qator holatlarning kombinatsiyasi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin:
- keng rivojlangan aviatsiya va aeronavtika;
- odamlar uchishga odatlangan,
- boshqariladigan kosmik kemalarda parvoz qilishda katta tajriba to'plangan;
- zamonaviy samolyot ishlab chiqarish texnologiyalari texnik mukammallikni va samolyotning yuqori ishonchliligini kafolatlaydi;
- kosmosga uchish uchun pul to'lay oladigan odamlar ko'p,
- zamonaviy axborot oqimida “virtual” resurslar yetarli emas.
Turistik reyslarning mumkin bo'lgan stsenariylari (1966 yilda - fantaziya yoki fantaziya (?)):
- 100 km balandlikka suborbital parvozlar,
- orbital, bir necha soatdan bir necha kungacha.
- orbital - kosmik mehmonxonada to'xtash bilan 1-2 hafta.
- Oyga uning orbitasiga chiqish, yer yuzasiga qo'nish va bir necha haftadan bir necha oygacha davom etadigan mehmonxonada qolish bilan Oyga parvozlar;
- Marsga va uning sun'iy yo'ldoshlariga orbitaga chiqish, yer yuzasiga qo'nish va Mars yuzasidagi mehmonxonada bir necha kundan bir necha haftagacha bo'lgan parvozlar.
- sun'iy yo'ldoshlar yuzasiga qo'nish bilan Yupiter, Saturn va ularning sun'iy yo'ldoshlari ustidan parvozlar.
Amalga oshirish uchun arzon ta'mirlash va texnik xizmat ko'rsatish bilan ishonchli va xavfsiz qayta foydalanish mumkin bo'lgan samolyotlar talab qilinadi; yangi marshrutlar o'zlashtirilishi bilan murakkablashib boruvchi strukturaviy modullar; ekipaj va yo'lovchilar uchun qulaylikni oshirish; parvozlarni tayyorlash va parvozdan keyin reabilitatsiya qilish bo'yicha o'quv markazlarining ixtisoslashtirilgan infratuzilmasi; ishga tushirish moslamalarining mustaqil infratuzilmasi, qo'nish joylari, parvozlarni boshqarish. Xuddi shu tamoyillar ilmiy va tadqiqot vazifalariga nisbatan qo'llaniladi.

Xulosa
Yechilishi kerak bo'lgan muammolar sinfi mavjud. Ularning aksariyatini kosmik kemalar yordamida hal qilish mumkin, xususan, foydali yuklarni va ekipajni orbital stantsiyalarga etkazish, avtomatik kosmik apparatlarni orbitaga chiqarish, eskirgan sun'iy yo'ldoshlarni ularning qimmatli qismlarini qayta ishlatish maqsadida orbitadan qaytarish, er yuzasi va orbital holatini kuzatish. vaziyat. , shuningdek kosmik qoldiqlarning katta ob'ektlarining orbitadan qaytishi, kosmik sayyohlarni "etkazib berish". Koinot kemalarining rivojlanishi yana boshlanadi. Ulardan ba'zilari allaqachon sinov bosqichiga yetib borgan.

Chiqish
Nazariy hisob-kitoblar, tadqiqotlar, shuningdek, hali ham oz, ammo haqiqiy ishga tushirishlar qayta foydalanish mumkin bo'lgan tizimlarning imkoniyatlarini ko'rsatdi. Texnologiya, iqtisod va siyosatning hozirgi holati yuqori samarali aerokosmik transport tizimlarini qurishni qayta boshlash va rivojlantirish, o'rta muddatli istiqbolda yaqin va uzoq muddatli, shu jumladan sayyoralararo parvozlarni amalga oshirish uchun real imkoniyat yaratadi. uzoq muddatli maqsadlarda.
Prognozlar noshukur narsadir. Prognozlarga ko'ra, biz Titandagi bazaga joylashishga majbur bo'lganimizga o'n yarim yil bo'ldi. Ammo, ehtimol, 2030 yilda ...

Manbalar ro'yxati
1 Karpova L.I. Aviatsiya va astronavtika tarixi. MSTUda ma'ruzalar kursi. M., 2005 yil
2 Koinot davri. 2001 yil uchun prognozlar. Yu.Konechchi va boshqalar / Tarji. ingliz tilidan V.S. Emelyanova. Moskva: Mir, 1970 yil
3 Marsga boshqariladigan ekspeditsiya. / P / r A.S. Koroteev. M .: Ros. ak-i kosmonavtika ularni. K.E. Tsiolkovskiy, 2006 yil
4 Lopota V.A. XXI asr avlodlarining kosmik missiyasi, Parvoz, № 7, 2010 yil
5 ta kosmik qanotlar. Lukashevich V., Afanasyev I., M .: "LenTa Stranstviy" MChJ, 2009 yil
6 Feoktistov K.P., Bubnov I.N. Kosmik kemalar haqida, M .: Molodaya gvardiya, 1982 yil
7 Kosmonavtikaning oltin davri: orzular va haqiqat. / Afanasyev I., Vorontsov D.M.: Rossiya ritsarlari jamg'armasi, 2015 yil
8 Kosmonavtika Kichik ensiklopediya. M .: "Sov. Ents. ", 1970 yil
9 Bono F., Gatland K. Koinotni tadqiq qilish istiqbollari. London, 1969. Qisqartirilgan. boshiga. ingliz tilidan M .: "Mashinostr.", 1975 yil
10 www.buran.ru
11 Bashilov A.S., Osin M.I. Aerokosmik texnikada yuqori texnologiyalarni qo'llash: Uch. pos. Moskva: MATI, 2004 yil
12 Shibanov A. Koinot arxitektorining tashvishlari. M .: “DET. LIT-RA ", 1982 yil
13 Slavin S.N. Harbiy kosmonavtika sirlari. M .: Veche, 2013 yil
14 www.bayterek.kz
15 www.airlaunch.ru
16 www.makeyev.ru
17 www1.fips.ru
18 www.federalspace.ru
19 www.sea-launch.comt
20 www.emz-m.ru
21 Aviapanorama, 5-son, 2013 yil
22 Parfenov V.A. Kosmosdan qaytish Harbiy nashriyotning ilmiy-ommabop kutubxonasi. Moskva: Voenizdat nashriyoti 1961 yil
23 www.npomash.ru
24 "MIC" NPO Mashinostroyenia" OAJ olimlari va mutaxassislarining kosmonavtika bo'yicha XXXVI akademik o'qishlarida ma'ruzalari to'plami, 2012 yil
25 Kosmik kema tizimlarini ishlab chiqish / P / r. P. Fortesk va boshqalar; Per. ingliz tilidan Moskva: Alpina nashriyoti, 2015 yil
26 Akishin A.I., Novikov L.S. Atrof-muhitning kosmik kemalar materiallariga ta'siri, Moskva: Bilim, 1983 yil
27 Salahutdinov GM Kosmik texnikada issiqlik muhofazasi. Moskva: Bilim, 1982 yil
28 Molodtsov V.A. Boshqariladigan kosmik parvozlar. 2002 yil
29 ru.espacenet.com
30 www.mai.ru
31 Branson R. Jannatga erishing. Per. ingliz tilidan M .: Alpina fantastika, 2013 yil
32 www.virgingalactic.com
33 www.thespaceshipcompany.com
34 www.xcor.com
35 bristolspaceplanes.com
36 Sobolev I. Parabola bo'ylab uchish, Texnika-Yoshlik, №, 2004 y.
37 Dmitriev A.S., Koshelev V.A. Kelajakning kosmik dvigatellari. Moskva: Bilim, 1982 yil
38 Eroxin B.T. Raketa dvigatellari nazariyasi va konstruksiyasi: Uch-k. SPB .: "Lan" nashriyot uyi, 2015 yil
39 www.kbkha.ru
40 Baev L.K., Merkulov I.A. Samolyot - Raketa. M .: Davlat. Texnik va nazariy adabiyotlar nashriyoti, 1956 yil
41 www.ciam.ru
42 Bassard R., Delauer R. Samolyot va raketalar uchun yadro dvigatellari. Abbr. boshiga. ingliz tilidan R. Avalova va boshqalar, Moskva: Harbiy nashriyot, 1967 yil
43 Bir marta va abadiy ... Valentin Petrovich Glushko haqidagi hujjatlar va odamlar, M .: Mashinostr., 1998 yil
44 www.redstaratom.ru
45 XEMAVTOMATIKA DIZAYN BUROSI (broshyura). Voronej, 2010 yil
46 Zenger E. Fotonli raketalar mexanikasi haqida. Per. u bilan. V.M.Patskevich; p / r I.M. Xalatnikov. M .: Chet el nashriyoti. adabiyot, 1958 yil
47 Kosmik kemalarning elektr raketa dvigatellari / S.D.Grishin, L.V.Leskov. M .: Mashinostr., 1989 yil
48 Aerokosmik sharh № 3,4,5, 2005 yil
49 XKSda to'qqiz oy: Orbitadan reportaj. Fan va hayot, 1-son, 2016 yil, 39-bet
50 Danilov S. To'qnashuvlar, illuziyalar va okklyuzionlarda bo'shliq, Yoshlik texnikasi, 1-son, 2016 yil.

Zamonaviy texnologiyalar va kashfiyotlar koinotni tadqiq qilishni butunlay boshqa darajaga olib chiqadi, biroq yulduzlararo sayohat hali ham orzu. Ammo bu shunchalik haqiqiy emas va erishib bo'lmaydimi? Biz hozir nima qila olamiz va yaqin kelajakda nimani kutishimiz mumkin?

11.10.2011, seshanba, 17:27, Moskva vaqti

Kepler teleskopi yordamida astronomlar 54 ta potentsial yashashga yaroqli ekzosayyoralarni topdilar. Bu uzoq olamlar yashashga yaroqli zonada, ya'ni. markaziy yulduzdan ma'lum masofada joylashgan bo'lib, bu sayyora yuzasida suyuq suvni saqlashga imkon beradi.

Biroq, biz koinotda yolg'izmizmi, degan asosiy savolga javob olish qiyin - chunki Quyosh tizimi va eng yaqin qo'shnilarimizni ajratib turadigan juda katta masofa. Misol uchun, Gliese 581g "istiqbolli" sayyora 20 yorug'lik yili uzoqlikda - kosmik nuqtai nazardan etarlicha yaqin, lekin Yer asboblari uchun juda uzoqda.

Yerdan 100 va undan kamroq yorug'lik yili radiusida ekzosayyoralarning ko'pligi va ular insoniyat uchun namoyon bo'layotgan ulkan ilmiy va hatto tsivilizatsiyaviy qiziqish bizni yulduzlararo sayohat haqidagi shu paytgacha bo'lgan fantastik g'oyaga yangicha qarashga majbur qiladi.

Quyosh sistemamizga eng yaqin yulduzlar

Boshqa yulduzlarga uchish, albatta, texnologiya masalasidir. Bundan tashqari, bunday uzoq maqsadga erishish uchun bir nechta imkoniyatlar mavjud va u yoki bu usul foydasiga tanlov hali amalga oshirilmagan.

Dronlarga yo'l bering

Insoniyat allaqachon koinotga yulduzlararo transport vositalarini yuborgan: Pioneer va Voyager zondlari. Hozirgi vaqtda ular quyosh tizimining chegaralarini tark etishdi, ammo ularning tezligi maqsadga har qanday tez erishish haqida gapirishga imkon bermaydi. Shunday qilib, Voyager 1 taxminan 17 km/s tezlikda, hattoki eng yaqin yulduz Proksima Sentavriga (4,2 yorug'lik yili) ham nihoyatda uzoq - 17 ming yil davomida uchadi.

Shubhasiz, zamonaviy raketa dvigatellari bilan biz quyosh tizimidan boshqa joyga erisha olmaymiz: 1 kg yukni, hatto yaqin atrofdagi Proksima Centaurigacha tashish uchun o'n minglab tonna yoqilg'i kerak bo'ladi. Shu bilan birga, kema massasining ortishi bilan zarur yoqilg'i miqdori oshadi va uni tashish uchun qo'shimcha yoqilg'i kerak bo'ladi. Kimyoviy yoqilg'i bilan ishlaydigan tanklarga chek qo'yadigan ayovsiz doira - og'irligi milliardlab tonna bo'lgan kosmik kemani qurish mutlaqo aql bovar qilmaydigan ishdir. Tsiolkovskiy formulasidan foydalangan holda oddiy hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, kimyoviy yoqilg'i bilan ishlaydigan raketa bilan harakatlanuvchi kosmik kemani yorug'lik tezligini taxminan 10% ga tezlashtirish uchun ma'lum koinotda mavjud bo'lganidan ko'ra ko'proq yoqilg'i kerak bo'ladi.

Termoyadro termoyadroviy sintezi reaktsiyasi kimyoviy yonish jarayonlaridan o'rtacha bir million marta ko'proq massa birligiga energiya ishlab chiqaradi. Shuning uchun 1970-yillarda NASA termoyadro raketa dvigatellaridan foydalanish imkoniyatiga e'tibor qaratdi. Daedalus uchuvchisiz kosmik kemasi loyihasi dvigatelni yaratishni o'z ichiga oldi, unda termoyadro yoqilg'isining kichik granulalari yonish kamerasiga yuboriladi va elektron nurlar tomonidan yoqiladi. Dvigatel soplosidan termoyadroviy reaksiya mahsulotlari chiqariladi va kemani tezlashtiradi.

Daedalus kosmik kemasi Empire State Buildingga qarshi

Daedalus bortida diametri 40 va 20 mm bo'lgan 50 ming tonna yoqilg'i granulalarini olishi kerak edi. Granulalar deyteriy va tritiyli yadro va geliy-3 qobig'idan iborat. Ikkinchisi yonilg'i pelletining massasining atigi 10-15% ni tashkil qiladi, lekin aslida yoqilg'i hisoblanadi. Oyda geliy-3 ko'p, deyteriy esa atom sanoatida keng qo'llaniladi. Deyteriy yadrosi termoyadroviy reaktsiyani yoqish uchun detonator bo'lib xizmat qiladi va kuchli magnit maydon tomonidan boshqariladigan reaktiv plazma reaktivining chiqishi bilan kuchli reaktsiyani keltirib chiqaradi. Daedalus dvigatelining asosiy molibden yonish kamerasining og'irligi 218 tonnadan ortiq, ikkinchi bosqich kamerasi - 25 tonna bo'lishi kerak edi. Magnit o'ta o'tkazuvchan bobinlar ham ulkan reaktorga to'g'ri keladi: birinchisining og'irligi 124,7 tonna, ikkinchisining og'irligi 43,6 tonna.Taqqoslash uchun: shattlning quruq massasi 100 tonnadan kam.

Daedalusning parvozi ikki bosqichda rejalashtirilgan edi: birinchi bosqich dvigateli 2 yildan ortiq ishlashi va 16 milliard yoqilg'i granulasini yoqishi kerak edi. Birinchi bosqich ajratilgandan so'ng, ikkinchi bosqich dvigateli deyarli ikki yil ishladi. Shunday qilib, 3,81 yillik uzluksiz tezlanishda Daedalus yorug'lik tezligining 12,2% maksimal tezlikka erishadi. Bunday kema Barnard yulduzigacha bo'lgan masofani (5,96 yorug'lik yili) 50 yilda bosib o'tadi va uzoq yulduzlar tizimi bo'ylab uchib, o'z kuzatuvlari natijalarini radioaloqa orqali Yerga etkaza oladi. Shunday qilib, butun missiya taxminan 56 yil davom etadi.

Stenfordning Tor - bu ulkan inshoot bo'lib, uning chekkasida butun shaharlar joylashgan

Ko'p Daedalus tizimlarining ishonchliligini ta'minlashdagi katta qiyinchiliklarga va uning katta narxiga qaramay, ushbu loyiha zamonaviy texnologiyalar darajasida amalga oshirilmoqda. Bundan tashqari, 2009 yilda ishqibozlar jamoasi termoyadroviy kema loyihasi ustida ishlashni jonlantirdilar. Hozirgi vaqtda Icarus loyihasi yulduzlararo kema uchun tizimlar va materiallarni nazariy ishlab chiqish bo'yicha 20 ta ilmiy mavzuni o'z ichiga oladi.

Shunday qilib, bugungi kunda 10 yorug'lik yiligacha bo'lgan masofada uchuvchisiz yulduzlararo parvozlar allaqachon mumkin, bu esa taxminan 100 yillik parvoz va radio signalining Yerga qaytib kelishi uchun vaqtni oladi. Bu radius Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 va 248, CN Leo, WISE 1541-2250 yulduz tizimlarini o'z ichiga oladi. Ko'rib turganingizdek, Yer yaqinida uchuvchisiz missiyalar yordamida o'rganish uchun etarli ob'ektlar mavjud. Ammo robotlar haqiqatan ham g'ayrioddiy va noyob narsani, masalan, murakkab biosferani topsa-chi? Odamlar ishtirokidagi ekspeditsiya uzoq sayyoralarga bora oladimi?

Bir umrlik parvoz

Agar biz bugungi kunda uchuvchisiz kosmik kemani qurishni boshlasak, u holda boshqariladigan kosmik kema bilan vaziyat yanada murakkablashadi. Avvalo, parvoz vaqti masalasi keskin. Xuddi shu Barnard yulduzini oling. Astronavtlar maktabdan boshqariladigan parvozga tayyor bo'lishlari kerak, chunki Yerdan uchish ularning 20 yilligida sodir bo'lsa ham, kosmik kema 70 yoki hatto 100 yilligida parvoz maqsadiga erishadi (tormozlash zarurligini hisobga olgan holda, bu uchuvchisiz parvoz uchun kerak emas) ... O'smirlik davrida ekipaj tanlash psixologik nomuvofiqlik va shaxslararo nizolar bilan to'la bo'lib, 100 yosh sayyora yuzasida samarali ishlash va uyga qaytish uchun umid bermaydi.

Biroq, qaytib kelish mantiqiymi? NASA tomonidan olib borilgan ko'plab tadqiqotlar umidsizlikka olib keladigan xulosaga olib keladi: nol tortishish kuchida uzoq vaqt qolish astronavtlarning sog'lig'ini qaytarib bo'lmaydigan darajada buzadi. Misol uchun, biologiya professori Robert Fittsning XKS astronavtlari bilan olib borgan ishi shuni ko'rsatadiki, kosmik kema bortida faol jismoniy mashqlar bo'lishiga qaramay, Marsga uch yillik missiyadan so'ng, buzoq kabi yirik mushaklar 50% zaiflashadi. Suyakning mineral zichligi ham xuddi shunday tarzda kamayadi. Natijada, ekstremal vaziyatlarda ishlash va omon qolish qobiliyati sezilarli darajada pasayadi va oddiy tortishish uchun moslashish davri kamida bir yil bo'ladi. O'nlab yillar davomida nol tortishish sharoitida parvoz kosmonavtlarning hayotini shubha ostiga qo'yadi. Ehtimol, inson tanasi, masalan, asta-sekin ortib borayotgan tortishish bilan tormozlash jarayonida tiklanishi mumkin. Biroq, o'lim xavfi hali ham juda yuqori va radikal yechim talab qiladi.

Radiatsiya muammosi ham qiyinligicha qolmoqda. Hatto Yer yaqinida ham (XKS bortida) astronavtlar radiatsiya ta'sir qilish xavfi tufayli olti oydan ortiq emas. Sayyoralararo kosmik kema kuchli himoya bilan jihozlangan bo'lishi kerak, ammo radiatsiyaning inson tanasiga ta'siri haqida savol qolmoqda. Xususan, nol tortishish sharoitida rivojlanishi deyarli o'rganilmagan onkologik kasalliklar xavfi haqida. Joriy yilning boshida Kyolndagi nemis aerokosmik markazidan olim Krasimir Ivanov melanoma hujayralarining (teri saratonining eng xavfli shakli) nol tortishish kuchidagi xatti-harakatlarini qiziqarli o'rganish natijalarini e'lon qildi. Oddiy tortishish ostida o'stirilgan saraton hujayralari bilan solishtirganda, nol tortishishda 6 va 24 soat o'tkazgan hujayralar metastazlarga kamroq moyil bo'ladi. Bu yaxshi yangilik bo'lib tuyuladi, lekin faqat birinchi qarashda. Gap shundaki, bunday "kosmik" saraton o'nlab yillar davomida dam olishda va immunitet tizimi buzilganda kutilmaganda keng miqyosda tarqalishga qodir. Bundan tashqari, tadqiqot shuni ko'rsatadiki, biz hali ham inson tanasining kosmosda uzoq vaqt qolishga reaktsiyasi haqida kam narsa bilamiz. Bugungi kunda kosmonavtlar, sog'lom kuchli odamlar, o'z tajribalarini yulduzlararo uzoq parvozga o'tkazish uchun u erda juda oz vaqt sarflashadi.

Biosfera-2 loyihasi chiroyli, ehtiyotkorlik bilan tanlangan va sog'lom ekotizim bilan boshlandi ...

Afsuski, yulduzlararo kosmik kemada nol tortishish muammosini hal qilish unchalik oson emas. Tirik birlikni aylantirish orqali sun'iy tortishish yaratish uchun bizda mavjud bo'lgan imkoniyat bir qator qiyinchiliklarga ega. Yerning tortishish kuchini yaratish uchun hatto diametri 200 m bo'lgan g'ildirak ham daqiqada 3 aylanish tezligida aylanishi kerak bo'ladi. Bunday tez aylanish bilan Karyolisning kuchi insonning vestibulyar apparati uchun mutlaqo chidab bo'lmaydigan yuklarni keltirib chiqaradi, bu esa ko'ngil aynish va dengiz kasalligining o'tkir hujumlarini keltirib chiqaradi. Bu muammoning yagona yechimi 1975 yilda Stenford universiteti olimlari tomonidan ishlab chiqilgan Stenford Tor. Bu diametri 1,8 km bo'lgan ulkan halqa bo'lib, unda 10 ming astronavt yashashi mumkin edi. O'zining kattaligi tufayli u 0,9-1,0 g darajasida tortishish va odamlar uchun juda qulay yashashni ta'minlaydi. Biroq, aylanish tezligi bir rpmdan past bo'lsa ham, odamlar hali ham engil, ammo sezilarli noqulaylikni boshdan kechirishadi. Bundan tashqari, agar bunday ulkan yashash xonasi qurilgan bo'lsa, torusning og'irligi taqsimotidagi kichik siljishlar ham aylanish tezligiga ta'sir qiladi va butun strukturaning tebranishiga olib keladi.

... lekin ekologik halokat bilan yakunlandi

Har holda, 10 ming kishilik kema shubhali fikr. Bunday sonli odamlar uchun ishonchli ekotizim yaratish uchun sizga juda ko'p o'simliklar, 60 ming tovuq, 30 ming quyon va qoramol podasi kerak. Buning o'zi kuniga 2400 kaloriya dietasini ta'minlaydi. Biroq, bunday yopiq ekotizimlarni yaratish bo'yicha barcha tajribalar doimo muvaffaqiyatsiz tugaydi. Shunday qilib, Space Biosphere Ventures kompaniyasi tomonidan amalga oshirilgan eng yirik "Biosfera-2" eksperimenti davomida umumiy maydoni 1,5 gektar bo'lgan 3 ming turdagi o'simlik va hayvonlarni o'z ichiga olgan yopiq binolar tarmog'i qurildi. Butun ekotizim 8 kishi yashaydigan o'z-o'zini ta'minlaydigan kichik "sayyora" ga aylanishi kerak edi. Tajriba 2 yil davom etdi, biroq bir necha haftadan so'ng jiddiy muammolar boshlandi: mikroorganizmlar va hasharotlar nazoratsiz ravishda ko'payib, kislorod va o'simliklarni juda ko'p iste'mol qila boshladilar, shuningdek, shamolsiz o'simliklar juda mo'rt bo'lib qolgani ma'lum bo'ldi. Mahalliy ekologik ofat natijasida odamlar ozishni boshladilar, kislorod miqdori 21% dan 15% gacha kamaydi va olimlar tajriba shartlarini buzishga va sakkizta "kosmonavt" ni kislorod va oziq-ovqat bilan ta'minlashga majbur bo'ldi.

Shunday qilib, murakkab ekotizimlarni yaratish yulduzlararo kema ekipajini kislorod va oziq-ovqat bilan ta'minlashning noto'g'ri va xavfli usuli bo'lib tuyuladi. Ushbu muammoni hal qilish uchun sizga yorug'lik, chiqindilar va oddiy moddalar bilan oziqlanishi mumkin bo'lgan o'zgartirilgan genlarga ega maxsus ishlab chiqilgan organizmlar kerak bo'ladi. Masalan, yirik zamonaviy xlorella suvo'tlari ishlab chiqarish korxonalari kuniga 40 tonnagacha shira ishlab chiqarishi mumkin. Og'irligi bir necha tonna bo'lgan bitta to'liq avtonom bioreaktor kuniga 300 litrgacha xlorella suspenziyasini ishlab chiqarishi mumkin, bu bir necha o'nlab odamlardan iborat ekipajni oziqlantirish uchun etarli. Genetik jihatdan o‘zgartirilgan xlorella nafaqat ekipajning ozuqa moddalariga bo‘lgan ehtiyojini qondira oladi, balki chiqindilarni, jumladan, karbonat angidridni ham qayta ishlay oladi. Bugungi kunda mikroalglar uchun genetik muhandislik jarayoni odatiy holga aylandi va oqava suvlarni tozalash, bioyoqilg'i ishlab chiqarish va boshqalar uchun ishlab chiqilgan ko'plab dizaynlar mavjud.

Muzlatilgan tush

Boshqariladigan yulduzlararo parvozning yuqoridagi muammolarining deyarli barchasini bitta istiqbolli texnologiya - to'xtatilgan animatsiya yoki uni kriostaz deb ham atashadi. Anabioz - bu inson hayotiy jarayonlarining kamida bir necha marta sekinlashishi. Agar odamni metabolizmni 10 marta sekinlashtiradigan bunday sun'iy letargiyaga botirish mumkin bo'lsa, u holda 100 yillik parvozda u tushida atigi 10 yoshga qariydi. Bu ovqatlanish, kislorod bilan ta'minlash, ruhiy kasalliklar va vaznsizlik natijasida tanani yo'q qilish muammolarini hal qilishga yordam beradi. Bundan tashqari, katta hajmli yashash zonasiga qaraganda anabiotik kameralar bilan bo'linmani mikrometeoritlar va radiatsiyadan himoya qilish osonroq.

Afsuski, inson hayotidagi jarayonlarni sekinlashtirish nihoyatda qiyin ish. Ammo tabiatda qish uyqusiga ketadigan va umrini yuzlab marta uzaytira oladigan organizmlar mavjud. Masalan, Sibir salamandri deb ataladigan kichik kaltakesak qiyin paytlarda qishlash va o'nlab yillar davomida yashashga qodir, hatto minus 35-40 ° S haroratli muz bo'lagida muzlab qoladi. Salamanderlar qariyb 100 yil qish uyqusida bo'lgan va hech narsa bo'lmagandek, eritib, hayratda qolgan tadqiqotchilardan qochib ketgan holatlar mavjud. Bundan tashqari, kaltakesakning odatiy "doimiy" umri 13 yildan oshmaydi. Salamanderning ajoyib qobiliyati uning jigarida tana vaznining deyarli 40% ni tashkil etadigan ko'p miqdorda glitserinni sintez qilishi bilan bog'liq bo'lib, u hujayralarni past haroratlardan himoya qiladi.

Genetik jihatdan o'zgartirilgan mikroalglar va boshqa mikroorganizmlarni etishtirish uchun bioreaktor oziqlanish va chiqindilarni qayta ishlash muammosini hal qilishi mumkin.

Insonning kriostazaga botishi uchun asosiy to'siq - bu bizning tanamizning 70% ni tashkil etadigan suv. Muzlaganda u muz kristallariga aylanadi, hajmi 10% ga oshadi, bu esa hujayra membranasini yorib yuboradi. Bundan tashqari, muzlaganda, hujayra ichida erigan moddalar qolgan suvga o'tib, hujayra ichidagi ion almashinuv jarayonlarini, shuningdek, oqsillarni va boshqa hujayralararo tuzilmalarni tashkil qilishni buzadi. Umuman olganda, muzlatish paytida hujayralarni yo'q qilish insonning hayotga qaytishini imkonsiz qiladi.

Biroq, bu muammoni hal qilishning istiqbolli usuli bor - klatrat hidratlari. Ular 1810-yilda, ingliz olimi ser Xamfri Deyvi suvga yuqori bosim ostida xlor yuborib, qattiq tuzilmalar paydo bo‘lishiga guvoh bo‘lganida kashf etilgan. Bular klatrat gidratlari edi - suv muzining shakllaridan biri bo'lib, unda begona gaz mavjud. Muz kristallaridan farqli o'laroq, klatrat panjaralari kamroq qattiq, o'tkir qirralari yo'q, lekin ularda hujayra ichidagi moddalar "yashira oladigan" bo'shliqlar mavjud. Klatrat to'xtatilgan animatsiya texnologiyasi oddiy bo'ladi: inert gaz, masalan, ksenon yoki argon, harorat noldan bir oz past bo'ladi va hujayra metabolizmi odam kriyostazaga kirgunga qadar asta-sekin sekinlasha boshlaydi. Afsuski, klatrat gidratlarining shakllanishi yuqori bosim (taxminan 8 atmosfera) va suvda erigan gazning juda yuqori konsentratsiyasini talab qiladi. Tirik organizmda bunday sharoitlarni qanday yaratish hali ham noma'lum, garchi bu sohada ba'zi yutuqlar mavjud. Shunday qilib, klatratlar yurak mushaklari to'qimalarini mitoxondriyalarni yo'q qilishdan hatto kriyojenik haroratlarda (100 darajadan past) himoya qilishga qodir, shuningdek hujayra membranalarining shikastlanishini oldini oladi. Odamlarda klatrat anabiozi bo'yicha tajribalar hali muhokama qilinmagan, chunki kriyostaz texnologiyalariga tijorat talabi kichik va bu mavzu bo'yicha tadqiqotlar asosan o'liklarning jasadlarini muzlatish xizmatlarini taklif qiluvchi kichik kompaniyalar tomonidan amalga oshiriladi.

Vodorodda uchish

1960 yilda fizik Robert Bussard yulduzlararo sayohatning ko'plab muammolarini hal qiladigan termoyadroviy ramjet dvigatelining asl kontseptsiyasini taklif qildi. Xulosa - kosmosda mavjud bo'lgan vodorod va yulduzlararo changdan foydalanish. Bunday dvigatelga ega kosmik kema avval o'z yoqilg'isida tezlashadi, so'ngra kosmosdan vodorodni ushlaydigan ulkan, minglab kilometr diametrli magnit maydon hunisini ochadi. Bu vodorod termoyadroli raketa dvigateli uchun bitmas-tuganmas yoqilg'i manbai sifatida ishlatiladi.

Bassard dvigateli katta foyda keltiradi. Avvalo, "erkin" yoqilg'i tufayli, 1 g doimiy tezlashuv bilan harakat qilish mumkin, ya'ni vaznsizlik bilan bog'liq barcha muammolar yo'qoladi. Bundan tashqari, vosita sizga juda katta tezlikni tezlashtirishga imkon beradi - yorug'lik tezligining 50% va undan ham ko'proq. Nazariy jihatdan, 1 g tezlanish bilan harakatlanadigan Bassard dvigateliga ega kema taxminan 12 Yer yilida 10 yorug'lik yili masofasini bosib o'tishi mumkin va ekipaj uchun relyativistik ta'sirlar tufayli bu faqat 5 yil kema vaqtini oladi.

Afsuski, Bassard dvigatelli kemani yaratish yo'lida texnologiyaning hozirgi darajasida hal qilib bo'lmaydigan bir qator jiddiy muammolar mavjud. Avvalo, vodorod uchun ulkan va ishonchli tuzoq yaratish, ulkan quvvatga ega magnit maydonlarni yaratish kerak. Shu bilan birga, u minimal yo'qotishlarni va vodorodni termoyadroviy reaktorga samarali tashishni ta'minlashi kerak. Bassard tomonidan taklif qilingan to'rtta vodorod atomining geliy atomiga aylanishi termoyadroviy reaktsiyasining o'zi ko'plab savollarni tug'diradi. Gap shundaki, bu eng oddiy reaktsiyani bir martalik reaktorda amalga oshirish qiyin, chunki u juda sekin ketadi va, qoida tariqasida, faqat yulduzlar ichida mumkin.

Biroq, termoyadro sintezini o'rganishdagi taraqqiyot muammoni, masalan, "ekzotik" izotoplar va antimateriyani reaktsiya uchun katalizator sifatida hal qilish mumkinligiga umid beradi.

Sibir salamandrlari o'nlab yillar davomida to'xtatilgan animatsiyaga kirishi mumkin

Hozircha Bassard dvigateli ustida olib borilgan tadqiqotlar faqat nazariydir. Haqiqiy texnologiyalarga asoslangan hisob-kitoblar talab qilinadi. Avvalo, magnit qopqonni quvvatlantirish va termoyadroviy reaksiyani davom ettirish, antimateriya ishlab chiqarish va yulduzlararo muhitning qarshiligini engib o'tish uchun etarli energiya ishlab chiqarishga qodir dvigatelni yaratish kerak, bu esa ulkan elektromagnit "yelkan" ni sekinlashtiradi.

Antimater yordam beradi

Bu g'alati tuyulishi mumkin, ammo bugungi kunda insoniyat intuitiv va oddiy ko'rinadigan Bassard ramjet dvigatelidan ko'ra antimateriya bilan ishlaydigan dvigatel yaratishga yaqinroq.

Deyteriy va tritiydan foydalanadigan termoyadroviy reaktor har bir gramm vodorod uchun 6x1011 Joul ishlab chiqarishi mumkin - bu juda ta'sirli ko'rinadi, ayniqsa u kimyoviy raketalarga qaraganda 10 million marta samaraliroq deb hisoblasangiz. Modda va antimaterning reaksiyasi taxminan ikki marta kattaroq energiya hosil qiladi. Yo'q qilish haqida gap ketganda, olim Mark Millisning hisob-kitoblari va uning 27 yillik mehnatining samarasi unchalik achinarli ko'rinmaydi: Millis Alpha Centauri-ga kosmik kemani uchirish uchun energiya sarfini hisoblab chiqdi va ular 10 18 J ni tashkil etishini aniqladi. , ya'ni butun insoniyat tomonidan deyarli yillik elektr energiyasi iste'moli. Ammo bu faqat bir kilogramm antimaterdir.

Hbar Technologies zondi uran 238 bilan qoplangan yupqa uglerod tolali yelkanga ega bo'ladi. U yelkanga qulaganda antivodorod yo'q bo'lib, reaktiv zarba hosil qiladi.

Vodorod va antivodorodni yo'q qilish natijasida fotonlarning kuchli oqimi hosil bo'ladi, uning chiqish tezligi raketa dvigateli uchun maksimal darajaga etadi, ya'ni. yorug'lik tezligi. Bu foton bilan ishlaydigan kosmik kema uchun juda yuqori yorug'lik tezligiga erishish uchun ideal ko'rsatkichdir. Afsuski, antimateriyadan raketa yoqilg'isi sifatida foydalanish juda qiyin, chunki yo'q qilish paytida astronavtlarni o'ldiradigan kuchli gamma-nurlanish portlashlari mavjud. Bundan tashqari, katta miqdordagi antimateriyani saqlash texnologiyalari mavjud emas va hatto Yerdan uzoqda bo'lgan kosmosda ham tonna antimateriyaning to'planishi haqiqati jiddiy tahdiddir, chunki hatto bir kilogramm antimaterni yo'q qilish ekvivalentdir. quvvati 43 megatonna bo'lgan yadroviy portlashga (bunday kuchning portlashi Qo'shma Shtatlar hududining uchdan bir qismini aylantirishi mumkin). Antimateriyaning narxi foton bilan ishlaydigan yulduzlararo parvozni murakkablashtiradigan yana bir omil. Antimodda ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalari o'n trillion dollar narxda bir gramm antivodorod ishlab chiqarish imkonini beradi.

Biroq, antimateriyani o'rganish bo'yicha yirik loyihalar o'z samarasini bermoqda. Hozirgi vaqtda maxsus pozitron saqlash joylari, "magnit butilkalar" yaratilgan bo'lib, ular suyuq geliy bilan sovutilgan, devorlari magnit maydonlardan yasalgan idishlardir. Joriy yilning iyun oyida CERN olimlari antivodorod atomlarini 2000 soniya saqlashga muvaffaq bo'lishdi. Kaliforniya universitetida (AQSh) dunyodagi eng yirik antimoddalar ombori qurilmoqda, unda trilliondan ortiq pozitron saqlanishi mumkin. Kaliforniya universiteti olimlarining maqsadlaridan biri katta tezlatgichlardan uzoqda ilmiy maqsadlarda foydalanish mumkin bo'lgan antimateriya uchun ko'chma konteynerlarni yaratishdir. Loyiha Pentagon tomonidan qo'llab-quvvatlanadi, u antimateriyaning harbiy qo'llanilishiga qiziqadi, shuning uchun dunyodagi eng katta magnit butilkalar to'plami etarli darajada moliyalashtirilmaydi.

Zamonaviy tezlatgichlar bir necha yuz yil ichida bir gramm antivodorod ishlab chiqarishga qodir bo'ladi. Bu juda uzoq vaqt, shuning uchun yagona yo'l antimateriya ishlab chiqarishning yangi texnologiyasini ishlab chiqish yoki sayyoramizning barcha mamlakatlari sa'y-harakatlarini birlashtirishdir. Ammo bu holatda ham, zamonaviy texnologiya bilan, yulduzlararo uchish uchun o'nlab tonna antimateriya ishlab chiqarishni orzu qiladigan hech narsa yo'q.

Biroq, hamma narsa unchalik achinarli emas. NASA mutaxassislari bor-yoʻgʻi bir mikrogram antimateriya bilan chuqur fazoga kirishi mumkin boʻlgan bir nechta kosmik qurilmalar loyihasini ishlab chiqdi. NASAning fikricha, uskunani takomillashtirish har bir grammi taxminan 5 milliard dollarlik antiproton ishlab chiqarish imkonini beradi.

Amerikaning Hbar Technologies kompaniyasi NASA ko‘magida antivodorodli dvigatel bilan boshqariladigan uchuvchisiz zondlar kontseptsiyasini ishlab chiqmoqda. Ushbu loyihaning birinchi maqsadi 10 yildan kamroq vaqt ichida Quyosh tizimining chetidagi Kuiper kamariga ucha oladigan uchuvchisiz kosmik kemani yaratishdan iborat. Bugungi kunda bunday olis nuqtalarga 5-7 yil ichida yetib borishning iloji yo‘q, xususan, NASAning “New Horizons” zondi uchirilganidan 15 yil o‘tib Kuiper kamaridan uchib o‘tadi.

250 AU masofani qamrab oluvchi zond. 10 yil ichida u juda kichik bo'ladi, foydali yuk atigi 10 mg bo'ladi, lekin unga ozgina antivodorod kerak bo'ladi - 30 mg. Tevatron bu miqdorni bir necha o‘n yil ichida ishlab chiqaradi va olimlar haqiqiy kosmik missiya davomida yangi dvigatel kontseptsiyasini sinab ko‘rishlari mumkin.

Dastlabki hisob-kitoblar shuni ko‘rsatadiki, xuddi shunday usulda Alpha Centauri’ga kichik zond yuborish mumkin. Bir gramm antivodorodga u 40 yildan keyin uzoqdagi yulduzga uchadi.

Yuqorida aytilganlarning barchasi xayoliy va yaqin kelajakka hech qanday aloqasi yo'qdek tuyulishi mumkin. Yaxshiyamki, bunday emas. Jamiyatning e'tibori jahon inqirozlari, estrada yulduzlarining muvaffaqiyatsizliklari va boshqa dolzarb voqealarga qaratilayotgan bo'lsa-da, davrni yaratuvchi tashabbuslar soyada qolmoqda. NASA kosmik agentligi sayyoralararo va yulduzlararo parvozlar uchun ilmiy-texnologik asosni bosqichma-bosqich va uzoq muddatli yaratishni o'z ichiga olgan ulkan 100 yillik yulduz kemasi loyihasini ishga tushirdi. Ushbu dasturning insoniyat tarixida o'xshashi yo'q va butun dunyo bo'ylab olimlar, muhandislar va boshqa kasblarning ishqibozlarini jalb qilishi kerak. 2011 yil 30 sentyabrdan 2 oktyabrgacha Florida shtatining Orlando shahrida simpozium bo'lib o'tadi, unda turli kosmik parvoz texnologiyalari muhokama qilinadi. Bunday tadbirlar natijalariga ko‘ra NASA mutaxassislari hali yetishmayotgan, ammo kelajakda yulduzlararo sayohatlar uchun zarur bo‘lgan texnologiyalarni ishlab chiqayotgan ayrim tarmoqlar va kompaniyalarga yordam berish bo‘yicha biznes-reja ishlab chiqadi. Agar NASAning shuhratparast dasturi muvaffaqiyat bilan yakunlansa, 100 yildan keyin insoniyat yulduzlararo kema qurishi mumkin bo‘ladi va biz bugungi kunda materikdan materikga uchayotganimizdek, quyosh sistemasi atrofida ham xuddi shunday qulaylik bilan harakatlanamiz.

Mixail Levkevich

Chop etish

10 yil ichida sanoatimiz o‘zgarib bormoqda, dedi Boeing korporatsiyasi rahbari, prezidenti va raisi Denis Myulenberg. U raketalar, past orbitali kosmik kemalar ishlab chiqarish va oddiy yo'lovchi samolyotlari sonining ko'payishini bashorat qilmoqda, ammo ular nima bo'lishidan qat'i nazar, Boeing ularni ishlab chiqaradi.

Muhlenberg GeekWire sammitida so‘zga chiqib, kelajakda havo va kosmik transport o‘rtasida aniq tafovut bo‘lmasligi, aksincha, shaxsiy havo taksilari, an’anaviy samolyotlar, tovushdan tez transport va tijorat kosmik kemalari.

"O'n yil davomida siz LEO kosmik sayohati bugungi kunga qaraganda ancha odatiy holga aylanganini ko'rasiz. Kosmik turizm, koinotdagi zavodlar... bular bugungi kunda paydo bo‘layotgan ekotizimning tarkibiy qismlari va biz ushbu obyektlarga kirishni ta’minlash uchun transport tizimlarini yaratishda faol ishtirok etamiz”.

Boeingning ushbu yaxlit kelajakdagi ishtiroki CST-100 Starliner kosmik kemasiga qaratilgan bo'lib, kompaniya kelgusi yilda astronavtlarni tashish uchun foydalanishga topshirmoqchi. "Bu kelajakda bizning tijorat samolyotlarimiz bilan bir qatorda ishlab chiqariladigan tijorat kosmik qurilmalari portfelini tashkil etadiganlar qatoridagi birinchi bo'ladi deb hisoblash mumkin", deya qo'shimcha qildi Myulenberg.

Agar reja shunday bo'lsa, boshlash oson bo'lmagan. Starliner tizimlaridan birining so'nggi sinovlari muvaffaqiyatsiz tugadi, shundan so'ng Boeing keyingi sinovlarni avgustdan joriy yilning oxiriga yoki keyingi yil boshiga qoldirdi. Yaqinda "Soyuz" tashuvchisi halokatga uchraganini hisobga olsak, Boeing va SpaceX kabi kosmik transportni ishlab chiquvchilar Xalqaro kosmik stansiyaga (XKS) xizmat ko'rsatish uchun funktsional jihatdan samarali va xavfsiz transport vositalarini ishlab chiqarishga ko'proq umid qiladilar.

Havo bo'shlig'ining samolyotlar bilan to'yinganligi oshishi mumkin, keyin esa havo harakatini boshqarishning yanada ilg'or qurilmalari talab qilinadi. Boeing allaqachon NASA va boshqalar bilan AQSh havo kengliklari uchun yangi avlod tizimini yaratish bo'yicha 35 milliard dollarlik loyiha ustida ishlamoqda; bu tizim 2030 yilgacha tayyor bo'lishi kerak.

Agar Boeing aerokosmik sanoatining asosiy o'yinchisiga aylansa, kompaniya hozirgi mahsulotlari bilan bog'liq muammolarni hal qilishi kerak bo'ladi. Misol uchun, joriy yilning yozida katta hajmdagi Boeing 737 samolyotlarini yetkazib berishda dvigatellar yo‘qligi sababli xaridorlarga jo‘natib bo‘lmaydigan muammo yuzaga keldi. Biroq, bu Boeingning moliyaviy ko'rsatkichlariga ta'sir qilmadi, bu ikkinchi chorakda yaxshi ko'rindi.

Aerokosmik sohada etakchi bo'lgan Boeing, Airbus (havoda) va SpaceX (kosmosda) bilan jiddiy raqobatga duch keladi. Bu Mulenbergni kosmik transport haqida orzu qilishiga to'sqinlik qilmaydi: u Marsga birinchi qo'ngan odamlar buni Boeingda ishlab chiqarilgan raketa yordamida amalga oshirishlarini ko'p marta takrorladi.

veb-sayt: Ushbu xabarning oxirida 2018 yilning ikkinchi choragida aerokosmik sohaning muvaffaqiyati haqidagi maqolaga havola mavjud. Umuman olganda, joriy chorakda o'tgan yilga nisbatan sektor daromadini 7,6 foizga oshirdi: shu jumladan: Lockheed Martin - 13,4 milliard dollar, plyus 23,5 foiz, Airbus - 17,16 dollar, plyus 8 foiz (A320 neo muvaffaqiyati tufayli), 24,26 dollar, ortiqcha 6% ... Muvaffaqiyat to'g'risidagi hisobotlar bilan bir qatorda, sanoat kompaniyalari ta'minot zanjirlarining global tabiati tufayli aerokosmik sektor ayniqsa sezgir bo'lgan savdo urushlari haqida tashvish bildirishlarini ta'kidlaydi.

Boeing kompaniyasining Chikagodagi ofisi (kompaniya veb-saytidan olingan surat)

Biz uyimizdan uncha uzoq boʻlmagan joyda jamoat transporti bekatlari boʻlishiga, har kuni eng yaqin vokzaldan oʻnlab poyezdlar joʻnab ketishiga, aeroportlardan uchadigan samolyotlarga koʻp vaqt oʻrganib qolganmiz. Jamoat transportini to'xtating - va biz ko'nikkan dunyo shunchaki qulab tushadi! Ammo, qulaylikka ko'nikib, biz ko'proq narsani talab qila boshlaymiz! Bizni qanday rivojlanish kutmoqda?

Magistral - quvurlar

Yo'l-yo'riqli tirbandlik barcha metropoliyalardagi asosiy muammolardan biridir. Ular ko'pincha transport ayirboshlash va avtomobil yo'llarining noto'g'ri tashkil etilishi bilan emas, balki meteorologik sharoitlar tufayli ham yuzaga keladi. Nima uchun uzoqqa borish kerak: Rossiya qorlari ko'pincha yo'llarning qulashiga olib keladi.

Eng samarali echimlardan biri transport oqimlarining asosiy qismini yer ostida yashirishdir. Avtomobil tunnellarining soni va hajmi yillar davomida faqat o'sdi. Lekin ular qimmat va landshaft tomonidan rivojlanish cheklangan. Tunnellarni quvurlar bilan almashtirish orqali bu muammolarni hal qilish mumkin!

Amerikalik muhandis va quruvchi Genri Lyu allaqachon transport uchun quvur loyihasini taklif qilgan. U elektr quvvati bilan harakatlanadigan yirik yuk konteynerlarini tashish imkoniyatiga ega bo'ladi. Uning loyihasi katta tirbandliklari bilan mashhur Nyu-Yorkda foydalanish uchun ko'rib chiqildi. Faqat shu shaharning o'zida yuk tashishni quvurlarga o'tkazish faqat bir yil ichida transport vositalarining harakatini o'nlab milliard kilometrga qisqartiradi. Natijada ekologik vaziyat yaxshilanadi, metropoliya magistrallarida yuklama kamayadi. Yuklarni yetkazib berish xavfsizligi va o‘z vaqtida bajarilishini ham unutmaslik kerak.

Bunday quvurlarda odamlarni tashish ham mumkin. Shunga o'xshash yo'lovchi tashish tizimini amerikalik millioner Ilon Mask taklif qilgan. Maskaning "Hiperloopi" diametri bir necha metrdan oshadigan yo'l o'tkazgichlarda joylashgan quvurlar tizimini o'z ichiga oladi. Ularda past bosimni saqlash rejalashtirilgan. Kapsulalarni u erga pompalanadigan havo tufayli tubdan yuqoriga ko'tarib, quvurlarga siljitish rejalashtirilgan. Kapsulalarning tezligi elektromagnit impuls tufayli yarim soatda olti yuz kilometrga yetishi mumkin.

Poyezd reyslari

Poyezdlar rivojlanib, kengroq va tezlashadi. Ular xitoyliklar tomonidan tayyorlangan Londondan Pekingacha bo'lgan avtomagistralning ajoyib ko'lamli loyihasini muhokama qilmoqdalar. Ular 2020 yilgacha uzunligi sakkiz-to‘qqiz ming kilometr bo‘lgan o‘ta yuqori tezlikdagi yo‘l qurmoqchi.

Poyezdlar La-Mansh bo‘yidan o‘tadi, keyin Yevropa, Rossiya, Ostona, Uzoq Sharq va Xabarovsk orqali o‘tadi. U yerdan Pekinga yakuniy transfer. Butun sayohat bir necha kun davom etadi, tezlik chegarasi 320 km / soat. Bu erda rus "Sapsan" atigi 250 km / soat tezlashishiga e'tibor bering.

Ammo bu tezlik chegara emas! Magnit Levitatsiya iborasi nomini olgan Maglev poezdi soatiga 581 km tezlikka osongina erishadi. Havodagi magnit maydon tomonidan qo'llab-quvvatlanadi, u relslarga minish o'rniga ular ustida uchadi. Hozirda bu poyezdlar kam uchraydigan ekzotik hisoblanadi. Ammo kelajakda bu texnologiyani ishlab chiqish mumkin.

Suv ostidagi mashina: haqiqiy emas, lekin u mavjud!

Suv transportida ham inqilob kutilmoqda. Mutaxassislar suv osti tezyurar transport vositalari, shuningdek, suv osti mototsikllari loyihalarini o'rganmoqda. Ayrim suv osti kemalari haqida nima deyishimiz mumkin!

Shveytsariyada tashkil etilgan sQuba deb nomlangan loyiha trekdan turib suvga tushib, to'lqinlar bo'ylab harakatlanib, hatto ularga sho'ng'iydigan original avtomobilni ishlab chiqish uchun yaratilgan! Keyin mashina yo'l bo'ylab harakatlanishda davom etib, osongina quruqlikka qaytishi mumkin.

Yangilik dizaynerlari Jeyms Bond filmlaridan biridan ilhomlangan. Jeneva avtosalonida ochiq sport avtomobili ko'rinishida namoyish etilgan haqiqiy suv osti avtomobili. Ushbu model juda engil va ekipajga xavf tug'ilganda mashinani tark etish imkonini beradi.

Suv ostida harakatlanish orqa tampon ostida joylashgan bir juft vintlar bilan, shuningdek, oldingi g'ildirak kamarlari yaqinidagi bir juft aylanadigan suv to'plari bilan ta'minlanadi. Bularning barchasi elektr motorlar yordamida ishlaydi. Albatta, haydovchi va yo'lovchilar nam bo'lmasligi uchun modelga suv o'tkazmaydigan qalpoq qo'shishingiz kerak bo'ladi.

Kosmosga chiqishga tayyormisiz?

Aviatsiya transportning boshqa turlari bilan tenglashib, faol rivojlanmoqda. Konkord kabi tovushdan tez uchuvchi samolyotlardan voz kechib, u koinotga chiqishga qaror qildi. Britaniyalik konstruktorlar kosmik kema yoki boshqacha aytganda – “Skylon” deb nomlangan orbital samolyot ustida ishlamoqda.

U gibrid dvigatelda aerodromdan ko'tarilib, gipertovush tezligiga erisha oladi, u tovush tezligidan besh baravar ko'proq oshadi. 26 kilometr balandlikka ko'tarilib, u o'z rezervuarlaridan kislorod ta'minotiga o'tadi va keyin kosmosga chiqadi. Qo'nish samolyotni qo'nishga o'xshaydi. Ya'ni, tashqi kuchaytirgichlar, kuchaytiruvchi bosqichlar yoki reaktiv yoqilg'i baklari yo'q. Butun parvoz uchun sizga faqat bir nechta dvigatel kerak bo'ladi.

Ular hali ham Skylonning uchuvchisiz versiyasi ustida ishlamoqda. Bunday kosmik tashuvchi orbitaga 12 tonna yuk olib chiqa oladi. Bu erda e'tibor bering, Rossiyaning "Soyuz" raketasi bor-yo'g'i etti tonnani ko'tara oladi. Kosmik kemadan foydalanish, raketadan farqli o'laroq, ko'p marta ishlatilishi mumkin. Natijada, etkazib berish narxi 15 barobar kamayadi.

Bunga parallel ravishda dizaynerlar boshqariladigan versiya haqida o'ylashmoqda. Yuk bo'limi dizaynini o'zgartirish, xavfsizlik tizimlarini yaratish va illyuminatorlar qilish orqali uch yuz nafar yo'lovchini tashish mumkin. To'rt soat ichida ular butun sayyorani aylanib chiqadilar! Eksperimental model 2019 yilda ishga tushiriladi.

Ajablanarlisi shundaki, futurologlar biz sanab o'tgan transportning barcha turlarini yigirmanchi asrning boshlarida tasvirlab berishgan. Ularning amalga oshirilishi uzoq emasligiga umid qilishdi. Hamma narsa rivojlanish bosqichida bo'lsa-da, ular vaqtni noto'g'ri qilishdi. Ammo bizda katta imkoniyat bor – kelajakda yuqorida tilga olingan texnologiya mo‘jizalaridan birining yo‘lovchisi bo‘lish.