Космическое пространство

Скорости Ui и иц называются соответственно первой и второй космической скоростью для рассматриваемого центрального поля в точках г = /•„.

Межпланетные перелеты. Первым шагом в космос является полет вокруг Земли на небольшой высоте. Первой космической скоростью v\ называется скорость полета по круговой орбите радиусом, равным радиусу гз Земного шара. Центростремительное ускорение о?/г3 равно ускорению g силы у поверхности Земли, и поэтому

Вторым шагом в космос является преодоление сил земного притяжения. Второй космической скоростью и% называется скорость, которую должно иметь тело у поверхности Земли для того, чтобы покинуть пределы земного притяжения. Сопротивление воздуха не принимается во внимание. Из закона сохранения энергии mv\/'2=^GmM3/r3 получаем

Третьей космической скоростью v3 называется скорость, которая необходима телу, удаленному от Солнца на расстояние радиуса земной орбиты R3, для того чтобы покинуть пределы Сол-

называется первой космической скоростью.

Эта скорость называется второй космической скоростью. Ей соответствует параболическая траектория, разграничивающая замкнутые и незамкнутые траектории.

Эта скорость, при которой спутник Земли удерживается на круговой орбите на относительно небольшой высоте, называется первой космической скоростью. Пример 14.4. На какую высоту h надо запустить искусственный спутник

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ НАГРЕВ — нагрев поверхности летат. аппарата, ракеты-носителя или спускаемого аппарата космич. корабля при движении в атмосфере. Заметный А. н. происходит при движении со сверхзвуковой скоростью и является следствием перехода кинетич. энергии аппарата, тормозящегося атмосферой, в тепловую энергию газа, обтекающего аппарат и, в свою очередь, передающего часть тепла поверхности аппарата. При движении аппарата с первой космической скоростью в атмосфере Земли темп-pa торможения достигает 6000—8000 К.

15 апреля при орбитальном полете искусственных спутников земли «Космос-212» и «Космос-213» был успешно повторен эксперимент автоматической стыковки. 15 сентября к Луне стартовала автоматическая станция «Зонд-5». Совершив облет Луны, она 21 сентября возвратилась на Землю. С ее возвращением впервые была выполнена сложнейшая задача спуска по баллистической траектории аппарата, летящего со второй космической скоростью 36. 25 октября был; произведен запуск на околоземную орбиту беспилотного космического корабля «Союз-2»; 26 октября в 11 час 34 мин по московскому времени на орбиту с апогеем 224 км и перигеем 205 км был выведен пилотировавшийся летчиком-космонавтом Г. Т. Береговым космический корабль «Союз-3», значительно превышающий по размерам корабли типов «Восток» и «Восход», с двумя жилыми отсеками и новыми конструкциями бортовых систем37. В процессе полета кораблей «Союз-2» и «Союз-3» осуществлялась их многократное маневрирование, дважды проводилось их сближение до расстояния в несколько метров посредством автоматического и ручного управления, проверялось действие корабельного оборудования и пр. 29 октября в соответствии с программой научных и технических исследований, была осуществлена посадка корабля «Союз-2», а 30 октября в 10 час 25 мин по московскому времени корабль «Союз-3» совершил управляемый спуск с использованием аэродинамического качества и посадку в заданном районе Советского Союза 38. 16 ноября состоялся запуск автоматической станции «Протон-4» — наиболее крупной из орбитальных научных станций; 17 ноября после почти семисуточного полета по маршруту Земля — Луна — Земля (с облетом Луны) была возвращена на Землю с использованием управляемого спуска (в отличие от спуска по баллистической траектории) автоматическая станция «Зонд-6»89.

Огромная масса Икара, к тому же движущаяся с космической скоростью, бесспорно, вызовет взрыв гигантской силы. Этот взрыв произойдет не потому, что в состав Икара входят какие-либо огнеопасные, взрывающиеся вещества. Взрыв — мгновенное выделение энергии — произойдет потому, что огромная кинетическая энергия тела стремительно перейдет в тепловую энергию. Расчеты

Для современных радарных установок, световой накачки лазеров и дальних систем связи требуются кратковременные, но мощные источники электроэнергии. Обычно ее запасают в громоздких конденсаторных батареях, весьма недолговечных. Американский изобретатель Роберт Брумфильд запатентовал компактную энергетическую установку, способную мгновенно генерировать всплеск электроэнергии мощностью 23 тысячи киловатт и продолжительностью 0,00006 секунды (патент США № 3317763). Установка представляет собой МГД-генератор. Источником рабочей плазмы ему служат небольшие заряды взрывчатки, покрытые слоем цезия — щелочного металла, способствующего ионизации. При нажатии кнопки срабатывает капсюль, раскаленные газы прорывают тонкую диафрагму и с первой космической скоростью — 8000 метров в секунду — проносятся мимо полюсов магнитов, «отсасывающих» возникающую электроэнергию.

Итоговый результат заключается в сгорании водорода с образованием 4Не. Следует отметить, что в первой стадии выделяется нейтрино (нейтральная частица, лишенная массы покоя), так что Солнце является мощным источником нейтрино. С веществом эти частицы взаимодействуют очень слабо; таким образом, почти все нейтрино, образуемые в звездных реакциях, вылетают в космическое пространство. Они способны переносить до 10% выделяемой Солнцем энергии.

Мы все время говорили о состоянии и движении тел, находящихся внутри космического корабля. Но все сказанное можно распространить на тела, находящиеся вне космического корабля, но только при том условии, что эти тела до того, как попали в окружающее корабль космическое пространство, находились внутри корабля или были к нему прикреплены и при удалении от корабля практически не приобрели никакой скорости относительно корабля. Если эти условия соблюдены, то тело, покинувшее корабль, обладает практически той же скоростью относительно земной системы отсчета, какой обладает корабль, и находится на орбите корабля. Следовательно, это тело, превращается в искусственный спутник Земли, движущийся по орбите, очень близкой к той орбите, по которой движется космический корабль. Это тело вне корабля будет находиться в состоянии невесомости, так же как и тела внутри корабля.

Принципиальное отличие рассмотренного типа реактивного движения от всех других движений состоит в том, что ракета несет с собой то другое тело, в результате взаимодействия с которым она может изменять величину и направление своей скорости. Это другое тело — запас топлива, которым снабжена ракета. Благодаря этому, в отличие от других самодвижущихся экипажей, например самолета, возможен не только выход ракеты за пределы земной атмосферы, но и управляемый полет ракеты в космическом пространстве. При движении ракеты в отсутствие других тел общий импульс ракеты и выброшенных ею газов всегда равен нулю. Поэтому для того, чтобы ракета даже в отсутствие других тел приобрела скорость, сравнимую со скоростью вылета газов с, масса всего запаса топлива должна быть сравнима с массой самой ракеты. Потребное количество топлива резко возрастает, когда ракета должна'уйти в космическое пространство, преодолев силу притяжения Земли и сопротивление атмосферы.

Советским ученым, инженерам и техникам, всему советскому народу принадлежит честь решения таких проблем, как запуск первого искусственного спутника Земли, фотографирование обратной стороны Луны и первые полеты человека в космическое пространство. Здесь следует отметить замечательного русского ученого и изобретателя К- Э. Циолковского (1857—1935), заложившего основы теории реактивного движения и космических полетов. Мечта людей о покорении космоса стала реальностью в результате деятельности выдающегося советского ученого академика С. П. Королева (1906—1966) — генерального конструктора космических кораблей «Восток» и «Восход». Первым человеком, летавшим в космос, был Ю. А. Гагарин (1934— 1968). Это произошло 12 апреля 1961 года.

Наиболее перспективными представляются методы комплексного использования различных видов неразрушающего контроля. Прямое сравнение изображений, полученных разными способами, также способствует добыванию наиболее точной и полной информации об объекте исследования. А объектом можно считать всю вселенную: космическое пространство, Землю, ее атмосферу и недра и, конечно, все созданное руками человека.

Источниками гравистатической энергии являются аппараты, изменяющие свой вес при изменении высоты над уровнем Земли или глубины под водой — аэростаты и гидростаты. Полный запас гравистатической энергии на 1 кг массы тела на поверхности Земли равен примерно 62400 кДж/кг — это количество работы, которое надо затратить, чтобы тело массой в 1 кг выбросить с поверхности Земли в космическое пространство.

использование мощных ракет, которыми впервые в истории человечества были выведены на орбиты искусственные спутники Земли, доставлен советский вымпел на Луну и совершено фотографирование невидимой (обратной) стороны Луны автоматической станцией «Луна-3». Под его руководством конструировались и строились пилотируемые космические корабли, на которых совершались первые полеты людей в космос и выход человека в космическое пространство. Им подготовлены многочисленные кадры ученых и инженеров-ракетостроителей. Обладая выдающимся даром научно-технического предвидения, неиссякаемой энергией, глубокой инженерной интуицией и смелостью в решении труднейших научно-технических проблем, он был расчетливым и дальновидным организатором государственного масштаба. Нетерпимый к необоснованному прожектерству в области новой техники и неутомимый в поисках конкретных инженерных решений, С. П. Королев вошел в число «тех замечательных ученых нашей страны, которые внесли неизгладимый вклад в развитие мировой науки и культуры» г».

легких металлов и становившиеся излишними после такого перехода, должны были особым механизмом втягиваться внутрь корабля, расплавляться и в смеси с водородом и кислородом использоваться как ракетное топливо. Ко времени выхода в космическое пространство корабль превращался в ракету с кабиной для пилотов и с небольшими крыльями и рулями, необходимыми при планирующем спуске на Землю или на другие планеты, обладающие атмосферой [8]. Заложенные в проекте принципиально новые идеи конструкции самолетов-ракет и осуществления непрерывного сжигания их элементов, ненужных для дальнейшего полета, идеи получения минимального веса и лучших летных характеристик космических кораблей, сохраняют существенный интерес и в наши дни.

Успешные запуски первых трех советских искусственных спутников Земли показали, что ракетостроители Советского Союза овладели полетами в космическом околоземном пространстве со скоростями, близкими к первой космической скорости. На этих запусках была отработана и проверена система управления полетом. В ходе их были экспериментально доказаны надежность и точность работы использовавшейся аппаратуры. Перед советской космонавтикой встала новая задача: овладеть полетами со скоростями, близкими ко второй космической скорости, и рбследовать окололунное космическое пространство.

Накопленный в СССР положительный опыт запусков искусственных спутников Ззмли и кораблей-спутников позволил советским ученым и инженерам вплотную подойти к практическому осуществлению полетов в космическое пространство.

Успешно осуществленный первый в истории человечества полет человека в космическое пространство имел огромное научно-познавательное и практическое значение. Он показал, что человек может нормально переносить условия космического полета, выведение на орбиту и возвращение на поверхность Земли, сохраняя работоспособность, координацию движений и и ясность мышления. Он полностью подтвердил правильность теоретических предпосылок и инженерных решений, заложенных в конструкцию космического корабля, эксплуатационную надежность систем жизнеобеспечения, управления и связи.