¿Qué es una trayectoria de vuelo satelital? Motores de cohetes termoquímicos

La generación más joven, que ha entrado en el tercer milenio, sin duda presenciará el primer vuelo interplanetario jamás realizado a lo largo de la ruta Tierra-Marte-Tierra, y algunos serán participantes directos en él. Marte es el próximo cuerpo celeste que pisará una persona. ¿Cómo se llevará a cabo el vuelo de la tripulación a Marte?

Si bien los motores de los cohetes espaciales modernos aún no son lo suficientemente perfectos, solo se usan para secciones relativamente pequeñas del vuelo. Básicamente, hay que recurrir a la fuerza gravitacional del Sol. En este sentido, la trayectoria interplanetaria se puede dividir condicionalmente en secciones de dos tipos.

El primero de ellos es el segmento activo, cuyo vuelo se realiza con los motores en marcha. Puede haber varias áreas de este tipo.

En un tiempo precalculado, los motores del cohete impulsor se encienden y la nave espacial interplanetaria parte desde una órbita cercana a la Tierra. Para llegar al planeta de destino, la trayectoria de vuelo debe calcularse de tal manera que después de salir de la esfera de influencia de la Tierra y entrar en el campo gravitatorio del Sol, nuestra nave continuaría volando hasta el punto de encuentro previsto con el planeta. Por un lado, la trayectoria de la nave espacial está determinada por su velocidad inicial y dirección de movimiento (en el momento del lanzamiento desde la órbita cercana a la Tierra), por otro lado, por la atracción del propio Sol. El vuelo de la nave espacial también se ve perturbado por los planetas y sus satélites: lo desvían de la ruta calculada. Pero estas desviaciones son pequeñas y pueden eliminarse fácilmente mediante la activación a corto plazo de motores de cohetes correctivos en la ruta de vuelo.

Para ingresar a la nave espacial (SC) en la trayectoria calculada a Marte, se le debe informar una velocidad de al menos 11,6 km/s. Y tan pronto como se alcanza la velocidad requerida, comienza un largo vuelo con los motores apagados a lo largo de la segunda sección pasiva de la ruta interplanetaria.

Así, el vuelo de una nave interplanetaria se produce principalmente por inercia en el campo gravitatorio del Sol. La misma fuerza forma la trayectoria interplanetaria. Al salir de la Tierra a baja velocidad, no es más que una órbita elíptica alrededor del sol.

Después de un largo vuelo en el campo gravitatorio del Sol, nuestro mensajero entra en la esfera de acción de Marte y se mueve cerca de él a lo largo de una trayectoria de sobrevuelo. Dado que la velocidad de la nave supera el valor de la segunda velocidad espacial cerca de Marte (5,0 km/s), el planeta no puede mantenerla alrededor de sí mismo. Habiendo volado cerca de Marte, la nave espacial inevitablemente debe convertirse en un satélite del Sol. ¿Qué se debe hacer para que la nave no se aleje de la canción, sino que entre en la órbita del satélite de Marte?

Como ya sabemos, la transición de una órbita a otra se logra cambiando la velocidad de movimiento. En este caso, la velocidad de la nave espacial debe reducirse aproximadamente al valor de la primera velocidad cósmica cerca de Marte, es decir, 3,55 km/s. Esto se logra encendiendo brevemente el motor cohete de frenado. Y mientras el motor está en marcha, el vuelo vuelve a estar activo. Tenga en cuenta que la necesidad de tal maniobra surge cada vez que se lanza una nave espacial a la órbita del satélite Lupa, Marte y cualquier otro planeta. El movimiento, pero la órbita alrededor de Marte, así como alrededor de la Tierra, es pasiva. Y finalmente, la última sección del territorio es el sitio del descenso del vehículo de descenso a la superficie del planeta.

Si el planeta no tiene atmósfera, como, por ejemplo, en la Luna, o está muy enrarecido, como en Mercurio o Marte, entonces se deben usar motores de cohetes de freno especiales para reducir la velocidad y garantizar un aterrizaje suave del vehículo de descenso. De manera similar, las cabinas lunares de Apolo con astronautas estadounidenses realizaron un aterrizaje suave en la superficie de la Lupa. Para asegurar un aterrizaje suave de una nave espacial en la superficie de un planeta con una atmósfera densa, es necesario51 recurrir a los servicios de frenado aerodinámico. Como ejemplo, ya hemos visto cómo las estaciones interplanetarias automáticas soviéticas descendían y aterrizaban en la superficie de Venus. El vuelo en sentido contrario -a la Tierra- se producirá de la misma forma, por lo que no nos repetiremos.

Me gustaría señalar que este esquema de vuelo clásico a otros mundos planetarios fue desarrollado por el destacado científico soviético Yuri Vasilyevich Kondratyuk (1897-1942). Su libro La conquista de los espacios interplanetarios, publicado en 1929, contiene una detallada justificación teórica de los vuelos a la Luna y los planetas del sistema solar. Y 40 años después, se aplicó con éxito en la práctica. Según el esquema de Kondratyuk, los Apolo estadounidenses volaron a la luna.

Las trayectorias elípticas interplanetarias se consideran las más económicas, ya que los vuelos de naves espaciales a lo largo de ellas se realizan con costos mínimos de energía. Las órbitas elípticas tienen un inconveniente importante: la duración del vuelo es demasiado larga. Así, por ejemplo, un vuelo a lo largo de una semielipse a Marte tardará 259 días, es decir, más de 8,5 meses.

En el caso de un vuelo a Marte de una nave con tripulación, surge el problema del retorno obligatorio de las personas a la Tierra. Y hasta que se resuelva este problema, no se puede hablar de vuelos humanos a los planetas. ¿Cuánto tiempo tomará para todo el vuelo?

Comencemos con el hecho de que una nave interplanetaria debe ponerse en vuelo en una ubicación conveniente del planeta de destino en relación con la Tierra. De lo contrario, no lo alcanzará. Tales "ventanas de lanzamiento" durante los lanzamientos a Marte se repiten en promedio después de 2 años y 2 meses. Y para que la tripulación pueda regresar a la Tierra de manera segura, las personas deben esperar 450 días en Marte hasta que llegue la "ventana de lanzamiento" para el vuelo a la Tierra. ¡En última instancia, todo el viaje durará 2 años y 8 meses! Está claro que tales términos son inaceptables. ¿Cómo ser?

Es posible lograr una reducción significativa en la duración de un vuelo interplanetario aumentando la velocidad inicial en el momento del lanzamiento. Supongamos que al partir de una órbita cercana a la Tierra, el cohete le dará a la nave una tercera velocidad espacial: 16,7 km / s. Entonces el vuelo ya no se realizará a lo largo de una elipse, sino a lo largo de una trayectoria parabólica de alta velocidad, ¡y nuestros viajeros podrán llegar a Marte en solo 70 días! En este caso, el tiempo de permanencia en Marte se puede reducir a 12 días, y todo el viaje a lo largo de la ruta Tierra-Marte-Tierra durará 152 días.

Pero cuanto más lejos necesites volar, mayor será la velocidad que necesitarás para decirle a la nave interplanetaria al principio. Entonces, si para un vuelo a los planetas más cercanos, Bene-re y Marte, las velocidades iniciales mínimas con respecto a la Tierra son 11,5 y 11,6 km / s, respectivamente, entonces para un vuelo a Júpiter, la velocidad inicial debe ser de al menos 14,2 km / s ., y para llegar al lejano Plutón - 16,3 km / s, es decir, casi igual a la tercera velocidad cósmica. Esto último se explica por el hecho de que para vuelos a las afueras del sistema solar, la nave debe tener alguna reserva de energía adicional necesaria para vencer la fuerza gravitacional del sol.

Y finalmente, si realizamos un vuelo interplanetario a una velocidad superior al valor de la tercera velocidad espacial, entonces nuestra nave ya no volará a lo largo de una parábola, sino a lo largo de la ruta hiperbólica más rápida. Alcanzar velocidades hiperbólicas permitirá acortar al máximo la duración de los vuelos interplanetarios.

Pero, ¿cómo conseguir velocidades tan altas? Los científicos y diseñadores de nueva tecnología espacial ven una solución a este problema en la creación de naves interplanetarias con motores de cohetes atómicos y eléctricos.

La palabra cosmos es sinónimo de la palabra universo. A menudo, el espacio se divide convencionalmente en espacio cercano, que se puede explorar en la actualidad con la ayuda de satélites terrestres artificiales, naves espaciales, estaciones interplanetarias y otros medios, y espacio lejano, todo lo demás, inconmensurablemente más grande. De hecho, el espacio cercano se refiere al sistema solar, y el espacio lejano se refiere a las vastas extensiones de estrellas y galaxias.

El significado literal de la palabra "cosmonáutica", que es una combinación de dos palabras griegas: "nadar en el universo". En el uso común, esta palabra significa una combinación de varias ramas de la ciencia y la tecnología que brindan exploración y exploración del espacio exterior y los cuerpos celestes con la ayuda de naves espaciales: satélites artificiales, estaciones automáticas para diversos propósitos, naves espaciales tripuladas.

La cosmonáutica, o, como a veces se le llama, astronáutica, combina vuelos al espacio exterior, un conjunto de ramas de la ciencia y la tecnología que sirven para explorar y utilizar el espacio exterior en interés de las necesidades de la humanidad utilizando diversas instalaciones espaciales. El 4 de octubre de 1957 se considera el comienzo de la era espacial de la humanidad, la fecha en que se lanzó el primer satélite terrestre artificial en la Unión Soviética.

La teoría de los vuelos espaciales, que era un viejo sueño de la humanidad, se convirtió en ciencia como resultado de los trabajos fundamentales del gran científico ruso Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Estudió los principios básicos de la balística de cohetes, propuso un esquema para un motor de cohete de combustible líquido y estableció patrones que determinan la potencia reactiva de un motor. Además, se propusieron esquemas de naves espaciales y se dieron los principios de diseño de cohetes que ahora se usan ampliamente en la práctica. Durante mucho tiempo, hasta el momento en que las ideas, fórmulas y dibujos de entusiastas y científicos comenzaron a convertirse en objetos hechos “en metal” en oficinas de diseño y fábricas, el fundamento teórico de la astronáutica se asentó sobre tres pilares: 1) la teoría de la movimiento de naves espaciales; 2) tecnología de cohetes; 3) la totalidad del conocimiento astronómico sobre el Universo. Posteriormente, nació en las entrañas de la astronáutica un amplio ciclo de nuevas disciplinas científicas y técnicas, como la teoría de los sistemas de control de objetos espaciales, la navegación espacial, la teoría sistemas espaciales comunicación y transmisión de información, biología y medicina espacial, etc. Ahora bien, cuando nos resulta difícil imaginar la astronáutica sin estas disciplinas, es útil recordar que los fundamentos teóricos de la astronáutica fueron sentados por K. E. Tsiolkovsky en un momento en que solo los Se hicieron los primeros experimentos sobre el uso de ondas de radio y la radio no podía considerarse un medio de comunicación en el espacio.

Durante muchos años, la señalización con la ayuda de rayos de luz solar reflejados hacia la Tierra por espejos a bordo de una nave interplanetaria se consideró seriamente como un medio de comunicación. Ahora, cuando estamos acostumbrados a que no nos sorprenda ni la cobertura televisiva en vivo desde la superficie de la Luna, ni las fotografías de radio tomadas cerca de Júpiter o en la superficie de Venus, esto es difícil de creer. Por lo tanto, se puede argumentar que la teoría de las comunicaciones espaciales, a pesar de toda su importancia, aún no es el eslabón principal en la cadena de las disciplinas espaciales. La teoría del movimiento de los objetos espaciales sirve como vínculo principal. Puede considerarse la teoría de los vuelos espaciales. Los propios especialistas involucrados en esta ciencia la llaman de otra manera: mecánica celeste aplicada, balística celeste, balística espacial, cosmodinámica, mecánica de vuelos espaciales, teoría del movimiento de los cuerpos celestes artificiales. Todos estos nombres tienen el mismo significado, exactamente expresado por el último término. La cosmodinámica, por lo tanto, es parte de la mecánica celeste, una ciencia que estudia el movimiento de cualquier cuerpo celeste, tanto natural (estrellas, Sol, planetas, sus satélites, cometas, meteoroides, polvo cósmico) como artificial (naves espaciales automáticas y naves tripuladas) . Pero hay algo que distingue a la cosmodinámica de la mecánica celeste. Nacida en el seno de la mecánica celeste, la cosmodinámica utiliza sus métodos, pero no encaja en su marco tradicional.

La diferencia esencial entre la mecánica celeste aplicada y la mecánica clásica es que la última no participa ni puede participar en la elección de las órbitas de los cuerpos celestes, mientras que la primera se dedica a la selección de una determinada trayectoria entre un gran número de trayectorias posibles para llegar a una. u otro cuerpo celeste, que tiene en cuenta numerosos requisitos, a menudo contradictorios. El requisito principal es la velocidad mínima a la que acelera la nave espacial en la fase activa inicial del vuelo y, en consecuencia, la masa mínima del vehículo de lanzamiento o etapa superior orbital (cuando parte de una órbita cercana a la Tierra). Esto asegura la máxima carga útil y por lo tanto la mayor eficiencia científica del vuelo. También se tienen en cuenta los requisitos de facilidad de control, condiciones de comunicación por radio (por ejemplo, en el momento en que la estación ingresa al planeta durante su vuelo), condiciones investigación científica(aterrizar en el lado diurno o nocturno del planeta), etc. La cosmodinámica proporciona a los diseñadores de operaciones espaciales métodos para una transición óptima de una órbita a otra, métodos para corregir la trayectoria. En su campo de visión hay una maniobra orbital desconocida para la mecánica celeste clásica. La cosmodinámica es la base de la teoría general del vuelo espacial (así como la aerodinámica es la base de la teoría del vuelo en la atmósfera de aviones, helicópteros, dirigibles y otras aeronaves). La cosmodinámica comparte este papel con la dinámica de cohetes, la ciencia del movimiento de cohetes. Ambas ciencias, estrechamente entrelazadas, subyacen a la tecnología espacial. Ambos son secciones de mecánica teórica, que en sí misma es una sección separada de física. Al ser una ciencia exacta, la cosmodinámica utiliza métodos de investigación matemáticos y requiere un sistema de presentación lógicamente coherente. No en vano, los fundamentos de la mecánica celeste fueron desarrollados tras los grandes descubrimientos de Copérnico, Galileo y Kepler precisamente por aquellos científicos que más contribuyeron al desarrollo de las matemáticas y la mecánica. Estos fueron Newton, Euler, Clairaut, D'Alembert, Lagrange, Laplace. Y en la actualidad, las matemáticas ayudan a resolver los problemas de la balística celeste y, a su vez, reciben un impulso en su desarrollo gracias a las tareas que le plantea la cosmodinámica.

La mecánica celeste clásica era una ciencia puramente teórica. Sus conclusiones encontraron confirmación invariable en los datos de las observaciones astronómicas. La cosmodinámica introdujo el experimento en la mecánica celeste, y la mecánica celeste se convirtió por primera vez en una ciencia experimental, similar en este aspecto, digamos, a una rama de la mecánica como la aerodinámica. La naturaleza involuntariamente pasiva de la mecánica celeste clásica fue reemplazada por el espíritu activo y ofensivo de la balística celeste. Cada nuevo logro de la astronáutica es, al mismo tiempo, evidencia de la eficiencia y precisión de los métodos de la cosmodinámica. La cosmodinámica se divide en dos partes: la teoría del movimiento del centro de masa de una nave espacial (la teoría de las trayectorias espaciales) y la teoría del movimiento de una nave espacial en relación con el centro de masa (la teoría del "movimiento de rotación").

motores de cohetes

El principal y casi el único medio de transporte en el espacio mundial es un cohete, que fue propuesto por primera vez para este propósito en 1903 por K. E. Tsiolkovsky. Las leyes de la propulsión de cohetes son una de las piedras angulares de la teoría de los vuelos espaciales.

La astronáutica tiene un gran arsenal de sistemas de propulsión de cohetes basados ​​en el uso de varios tipos de energía. Pero en todos los casos, el motor del cohete realiza la misma tarea: de una forma u otra expulsa del cohete una cierta masa, cuyo suministro (el llamado fluido de trabajo) está dentro del cohete. Cierta fuerza actúa sobre la masa expulsada desde el costado del cohete, y de acuerdo con la tercera ley de la mecánica de Newton, la ley de igualdad de acción y reacción, la misma fuerza, pero en dirección opuesta, actúa sobre el cohete desde la masa expulsada. Esta fuerza final que impulsa el cohete se llama empuje. Es intuitivamente claro que la fuerza de empuje debe ser mayor cuanto mayor sea la masa por unidad de tiempo que se expulsa del cohete y mayor la velocidad que se puede impartir a la masa expulsada.

El esquema más simple del dispositivo cohete:

En esta etapa del desarrollo de la ciencia y la tecnología, existen motores cohete basados ​​en diferentes principios de funcionamiento.

Motores de cohetes termoquímicos.

El principio de funcionamiento de los motores termoquímicos (o simplemente químicos) no es complicado: como resultado de una reacción química (generalmente una reacción de combustión), se libera una gran cantidad de calor y los productos de reacción se calientan a alta temperatura, expandiéndose rápidamente, son expulsados ​​del cohete a gran velocidad. Los motores químicos pertenecen a una clase más amplia de motores térmicos (de intercambio de calor), en los que la expiración del fluido de trabajo se lleva a cabo como resultado de su expansión por calentamiento. Para tales motores, la velocidad de escape depende principalmente de la temperatura de los gases en expansión y de su peso molecular promedio: cuanto mayor sea la temperatura y menor el peso molecular, mayor será la velocidad de escape. Los motores de cohetes de propulsante líquido, los motores de cohetes de propulsante sólido y los motores de chorro de aire funcionan según este principio.

Motores térmicos nucleares.

El principio de funcionamiento de estos motores es casi el mismo que el principio de funcionamiento de los motores químicos. La diferencia radica en el hecho de que el fluido de trabajo no se calienta debido a su propia energía química, sino al calor "extraño" liberado durante la reacción intranuclear. De acuerdo con este principio, se diseñaron motores térmicos nucleares pulsantes, motores térmicos nucleares basados ​​en la fusión termonuclear, en la desintegración radiactiva de isótopos. Sin embargo, el peligro de contaminación radiactiva de la atmósfera y la celebración de un acuerdo sobre el cese de los ensayos nucleares en la atmósfera, en el espacio y bajo el agua, provocaron el cese de la financiación de estos proyectos.

Motores térmicos con fuente de energía externa.

El principio de su funcionamiento se basa en la obtención de energía del exterior. Según este principio se diseña un motor solar térmico cuya fuente de energía es el Sol. Los rayos del sol concentrados con la ayuda de espejos se utilizan para calentar directamente el fluido de trabajo.

Motores de cohetes eléctricos.

Esta amplia clase de motores reúne varios tipos de motores que actualmente se están desarrollando muy intensamente. La aceleración del fluido de trabajo a una cierta velocidad de expiración se lleva a cabo por medio de energía eléctrica. La energía se obtiene de una planta de energía nuclear o solar ubicada a bordo de una nave espacial (en principio, incluso de una batería química). Los esquemas de los motores eléctricos desarrollados son extremadamente diversos. Estos son motores electrotérmicos, motores electrostáticos (de iones), motores electromagnéticos (de plasma), motores eléctricos con la toma del fluido de trabajo de la atmósfera superior.

cohetes espaciales

Un cohete espacial moderno es una estructura compleja, que consta de cientos de miles y millones de partes, cada una de las cuales desempeña su función prevista. Pero desde el punto de vista de la mecánica de la aceleración del cohete a la velocidad requerida, toda la masa inicial del cohete se puede dividir en dos partes: 1) la masa del fluido de trabajo y 2) la masa final que queda después de la eyección de el fluido de trabajo. Esta última suele denominarse masa "seca", ya que el fluido de trabajo en la mayoría de los casos es un combustible líquido. La masa "seca" (o, si se prefiere, la masa de un cohete "vacío", sin fluido de trabajo) consiste en la masa de la estructura y la masa de la carga útil. Por diseño, uno debe entender no solo la estructura de soporte del cohete, su caparazón, etc., sino también el sistema de propulsión con todas sus unidades, el sistema de control, incluidos los controles, el equipo de navegación y comunicación, etc. - en una palabra, todo lo que asegure el vuelo normal del cohete. La carga útil consta de equipo científico, un sistema de radiotelemetría, el cuerpo de la nave espacial que se pone en órbita, la tripulación y el sistema de soporte vital de la nave espacial, etc. La carga útil es algo sin lo cual el cohete puede realizar un vuelo normal.

La aceleración del cohete se ve favorecida por el hecho de que a medida que se agota el fluido de trabajo, la masa del cohete disminuye, por lo que, con el mismo empuje, la aceleración del chorro aumenta continuamente. Pero, desafortunadamente, el cohete no consta de un solo fluido de trabajo. A medida que se agota el fluido de trabajo, los tanques vacíos, las partes sobrantes del caparazón, etc., comienzan a sobrecargar el cohete con peso muerto, lo que dificulta su aceleración. Es recomendable en algunos puntos separar estas partes del cohete. Un cohete construido de esta manera se llama cohete compuesto. A menudo, un cohete compuesto consta de etapas de cohetes independientes (debido a esto, se pueden hacer varios sistemas de cohetes a partir de etapas individuales) conectadas en serie. Pero también es posible conectar los pasos en paralelo, uno al lado del otro. Por último, hay proyectos de cohetes compuestos en los que la última etapa entra en la anterior, que se encierra en la anterior, etc.; al mismo tiempo, las etapas tienen un motor común y ya no son cohetes independientes. Un inconveniente importante del último esquema es que después de la separación de la etapa gastada, la aceleración del chorro aumenta bruscamente, ya que el motor sigue siendo el mismo, por lo tanto, el empuje no cambia y la masa acelerada del cohete disminuye bruscamente. Esto complica la precisión de la guía de misiles e impone mayores requisitos sobre la resistencia de la estructura. Cuando las etapas están conectadas en serie, la etapa recién encendida tiene menos empuje y la aceleración no cambia abruptamente. Mientras se ejecuta la primera etapa, podemos considerar el resto de las etapas junto con la verdadera carga útil como la carga útil de la primera etapa. Después de la separación de la primera etapa, comienza a funcionar la segunda etapa, que, junto con las etapas posteriores y la verdadera carga útil, forma un cohete independiente ("el primer subcohete"). Para la segunda etapa, todas las etapas posteriores, junto con la verdadera carga útil, desempeñan el papel de su propia carga útil, etc. Cada subcohete agrega su propia velocidad ideal a la velocidad ya disponible y, como resultado, la velocidad ideal final de un cohete de varias etapas es la suma de las velocidades ideales de los subcohetes individuales.

El cohete es un vehículo muy "caro". Los cohetes portadores de naves espaciales "transportan" principalmente el combustible necesario para el funcionamiento de sus motores y su propio diseño, que consiste principalmente en contenedores de combustible y un sistema de propulsión. La carga útil representa solo una pequeña parte (1,5-2,0%) de la masa de lanzamiento del cohete.

Un cohete compuesto permite un uso más racional de los recursos debido a que en vuelo se separa la etapa que ha agotado su combustible, y el resto del combustible del cohete no se gasta en acelerar el diseño de la etapa gastada, que se ha vuelto innecesario para continuando el vuelo.

Opciones de cohetes. De izquierda a derecha:

1. Cohete de una sola etapa.
2. Cohete de dos etapas con separación transversal.
3. Misil de dos etapas con separación longitudinal.
4. Cohete con tanques de combustible externos, desmontables después de que se agote el combustible en ellos.

Estructuralmente, los cohetes de etapas múltiples están hechos con separación transversal o longitudinal de etapas.

Con una separación transversal, las etapas se colocan una encima de la otra y funcionan secuencialmente una tras otra, encendiéndose solo después de la separación de la etapa anterior. Tal esquema hace posible crear sistemas, en principio, con cualquier número de etapas. Su desventaja radica en que los recursos de etapas posteriores no pueden ser utilizados en el trabajo de la anterior, siendo una carga pasiva para esta.

Con separación longitudinal, la primera etapa consta de varios cohetes idénticos (en la práctica, de dos a ocho), ubicados simétricamente alrededor del cuerpo de la segunda etapa, de modo que la resultante de las fuerzas de empuje de los motores de la primera etapa se dirige a lo largo del eje de simetría del segundo, y trabajando simultáneamente. Tal esquema permite que el motor de la segunda etapa funcione simultáneamente con los motores de la primera, aumentando así el empuje total, que es especialmente necesario durante el funcionamiento de la primera etapa, cuando la masa del cohete es máxima. Pero un cohete con una separación longitudinal de etapas solo puede ser de dos etapas.

También existe un esquema de separación combinado: longitudinal-transversal, que le permite combinar las ventajas de ambos esquemas, en el que la primera etapa se divide longitudinalmente de la segunda, y la separación de todas las etapas posteriores se produce transversalmente. Un ejemplo de este enfoque es el vehículo de lanzamiento doméstico Soyuz.

La nave espacial Space Shuttle tiene un esquema único de un cohete de dos etapas con separación longitudinal, la primera etapa del cual consta de dos propulsores laterales de propulsor sólido, en la segunda etapa, parte del combustible está contenido en los tanques del orbitador (en realidad un reutilizable nave espacial), y la mayor parte está en un tanque de combustible externo desmontable. Primero, el sistema de propulsión del orbitador consume combustible del tanque externo y, cuando se agota, el tanque externo se descarga y los motores continúan funcionando con el combustible contenido en los tanques del orbitador. Tal esquema permite aprovechar al máximo el sistema de propulsión del orbitador, que opera durante todo el lanzamiento de la nave espacial a la órbita.

Con una separación transversal, los escalones están interconectados por secciones especiales - adaptadores - estructuras de soporte de forma cilíndrica o cónica (dependiendo de la relación de los diámetros de los escalones), cada uno de los cuales debe soportar el peso total de todos los escalones posteriores, multiplicado por el valor máximo de la sobrecarga experimentada por el cohete en todas las secciones, en las que este adaptador forma parte del cohete. Con la separación longitudinal se crean bandas de potencia (delantera y trasera) sobre el cuerpo de la segunda etapa, a las que se unen los bloques de la primera etapa.

Los elementos que conectan las partes de un cohete compuesto le confieren la rigidez de un cuerpo de una sola pieza, y cuando las etapas se separan, deberían liberar casi instantáneamente la etapa superior. Por lo general, los pasos se conectan mediante pirobolts. Un pirobolt es un perno de sujeción, en cuyo eje se crea una cavidad cerca de la cabeza, llena de un alto explosivo con un detonador eléctrico. Cuando se aplica un pulso de corriente al detonador eléctrico, se produce una explosión que destruye el eje del perno, como resultado de lo cual se desprende su cabeza. La cantidad de explosivos en el pirobolt se dosifica cuidadosamente para que, por un lado, se garantice que arrancará la cabeza y, por otro lado, no dañará el cohete. Cuando se separan las etapas, los detonadores eléctricos de todos los pirobolts que conectan las partes separadas se alimentan simultáneamente con un pulso de corriente y se libera la conexión.

A continuación, los pasos deben divorciarse a una distancia segura entre sí. (Arrancar el motor de la etapa superior cerca del inferior puede quemar su tanque de combustible y hacer explotar el combustible restante, lo que dañará la etapa superior o desestabilizará su vuelo). Cuando las etapas se separan en la atmósfera, la fuerza aerodinámica del se puede usar el flujo de aire para separarlos. En el vacío, a veces se usan pequeños motores auxiliares de cohetes sólidos.

En los cohetes de propulsión líquida, los mismos motores sirven también para “precipitar” el combustible en los tanques de la etapa superior: cuando se apaga el motor de la etapa inferior, el cohete vuela por inercia, en estado de caída libre, mientras que el combustible líquido en los tanques están en suspensión, lo que puede provocar fallas al arrancar el motor. Los motores auxiliares imparten una ligera aceleración a las etapas, bajo cuya influencia el combustible "se asienta" en el fondo de los tanques.

Aumentar el número de etapas da un efecto positivo solo hasta cierto límite. Cuantas más etapas, mayor es la masa total de adaptadores, así como motores que funcionan solo en un segmento de vuelo y, en algún momento, un aumento adicional en el número de etapas se vuelve contraproducente. En la práctica moderna de la ciencia espacial, por regla general, no se realizan más de cuatro pasos.

Los problemas de confiabilidad también son importantes al elegir el número de pasos. Los Pyrobolts y los motores auxiliares de cohetes de combustible sólido son elementos desechables, cuyo funcionamiento no se puede comprobar antes del lanzamiento del cohete. Mientras tanto, la falla de un solo pirobolt puede provocar la terminación de emergencia del vuelo del cohete. Un aumento en la cantidad de elementos desechables que no están sujetos a verificación funcional reduce la confiabilidad de todo el cohete en su conjunto. También obliga a los diseñadores a abstenerse de dar demasiados pasos.

velocidades espaciales

Es extremadamente importante tener en cuenta que la velocidad desarrollada por el cohete (y con él toda la nave espacial) en la sección activa de la trayectoria, es decir, en esa sección relativamente corta mientras el motor del cohete está funcionando, debe alcanzarse muy, muy alto. .

Coloquemos mentalmente nuestro cohete en el espacio libre y encendamos su motor. El motor creó empuje, el cohete recibió algo de aceleración y comenzó a ganar velocidad, moviéndose en línea recta (si la fuerza de empuje no cambia su dirección). ¿Qué velocidad adquirirá el cohete en el momento en que su masa disminuya desde el valor inicial m 0 hasta el valor final m k ? Si asumimos que la velocidad de salida w de la sustancia del cohete no cambia (esto se observa con bastante precisión en los cohetes modernos), entonces el cohete desarrollará una velocidad v, que se expresa como fórmula de tsiolkovski, que determina la velocidad que desarrolla la aeronave bajo la influencia del empuje del motor del cohete, sin cambios en la dirección, en ausencia de todas las demás fuerzas:

donde ln denota natural y log es el logaritmo decimal

La velocidad calculada por la fórmula de Tsiolkovsky caracteriza los recursos energéticos del cohete. Se llama ideales. Vemos que la velocidad ideal no depende del segundo consumo de la masa del cuerpo de trabajo, sino que depende solo de la velocidad de salida w y del número z = m 0 /m k , llamado relación de masa o número de Tsiolkovsky.

Hay un concepto de las llamadas velocidades cósmicas: la primera, la segunda y la tercera. La primera velocidad cósmica es la velocidad a la que un cuerpo (nave espacial) lanzado desde la Tierra puede convertirse en su satélite. Si no tenemos en cuenta la influencia de la atmósfera, inmediatamente sobre el nivel del mar, la primera velocidad cósmica es de 7,9 km / sy disminuye al aumentar la distancia desde la Tierra. A una altitud de 200 km de la Tierra, es igual a 7,78 km/s. En la práctica, se supone que la primera velocidad cósmica es de 8 km/s.

Para vencer la gravedad de la Tierra y convertirse, por ejemplo, en un satélite del Sol o alcanzar algún otro planeta del sistema solar, un cuerpo (nave espacial) lanzado desde la Tierra debe alcanzar la segunda velocidad cósmica, supuesta igual a 11,2 km/s.

El cuerpo (nave espacial) debe tener la tercera velocidad cósmica cerca de la superficie de la Tierra en el caso de que se requiera que pueda vencer la atracción de la Tierra y el Sol y abandonar el sistema solar. Se supone que la tercera velocidad de escape es de 16,7 km/s.

Las velocidades cósmicas son enormes en su significado. Son varias decenas de veces más rápidos que la velocidad del sonido en el aire. Solo a partir de esto queda claro a qué tareas complejas se enfrentan en el campo de la astronáutica.

¿Por qué las velocidades cósmicas son tan grandes y por qué las naves espaciales no caen a la Tierra? De hecho, es extraño: el Sol, con sus enormes fuerzas gravitatorias, mantiene a la Tierra y a todos los demás planetas del sistema solar a su alrededor, no les permite volar al espacio exterior. Parecería extraño que la Tierra alrededor de sí misma sostenga la Luna. Las fuerzas gravitatorias actúan entre todos los cuerpos, pero los planetas no caen sobre el Sol porque están en movimiento, ese es el secreto.

Todo cae a la Tierra: gotas de lluvia, copos de nieve, una piedra que cae de una montaña y una taza volcada de la mesa. ¿Y Luna? Gira alrededor de la tierra. Si no fuera por las fuerzas de la gravedad, volaría tangencialmente a la órbita, y si se detuviera repentinamente, caería a la Tierra. La luna, debido a la atracción de la Tierra, se desvía de un camino rectilíneo, todo el tiempo, por así decirlo, "cayendo" a la Tierra.

El movimiento de la Luna ocurre a lo largo de cierto arco, y mientras actúe la gravedad, la Luna no caerá sobre la Tierra. Es lo mismo con la Tierra: si se detuviera, caería en el Sol, pero esto no sucederá por la misma razón. Se agregan dos tipos de movimiento, uno bajo la influencia de la gravedad y el otro debido a la inercia, y como resultado se obtiene un movimiento curvilíneo.

La ley de la gravitación universal, que mantiene el universo en equilibrio, fue descubierta por el científico inglés Isaac Newton. Cuando publicó su descubrimiento, la gente dijo que estaba loco. La ley de la gravitación determina no solo el movimiento de la Luna, la Tierra, sino también todos los cuerpos celestes del sistema solar, así como los satélites artificiales, las estaciones orbitales, las naves espaciales interplanetarias.

leyes de kepler

Antes de considerar las órbitas de las naves espaciales, considere las leyes de Kepler que las describen.

Johannes Kepler tenía un sentido de la belleza. Toda su vida adulta trató de demostrar que el sistema solar es una especie de obra de arte mística. Al principio, trató de conectar su dispositivo con los cinco poliedros regulares de la geometría clásica griega antigua. (Un poliedro regular es una figura tridimensional, todas cuyas caras son polígonos regulares iguales entre sí). En la época de Kepler, se conocían seis planetas, que se suponía que estaban colocados en "esferas de cristal" giratorias. Kepler argumentó que estas esferas están dispuestas de tal manera que los poliedros regulares encajan exactamente entre las esferas adyacentes. Entre las dos esferas exteriores, Saturno y Júpiter, colocó un cubo inscrito en la esfera exterior, en el que, a su vez, está inscrita la esfera interior; entre las esferas de Júpiter y Marte, un tetraedro (un tetraedro regular), etc. Seis esferas de los planetas, cinco poliedros regulares inscritos entre ellos: ¿parece la perfección misma?

Por desgracia, después de haber comparado su modelo con las órbitas observadas de los planetas, Kepler se vio obligado a admitir que el comportamiento real de los cuerpos celestes no encaja en el marco armonioso esbozado por él. El único resultado superviviente de ese impulso juvenil de Kepler fue una maqueta del sistema solar, realizada por el propio científico y obsequiada a su mecenas, el duque Federico de Württemburg. En este artefacto de metal bellamente ejecutado, todas las esferas orbitales de los planetas y los poliedros regulares inscritos en ellas son recipientes huecos que no se comunican entre sí, que en los días festivos se suponía que se llenaban con diversas bebidas para tratar a los invitados del Duque.

Fue solo después de mudarse a Praga y convertirse en asistente del famoso astrónomo danés Tycho Brahe que Kepler encontró ideas que verdaderamente inmortalizaron su nombre en los anales de la ciencia. Tycho Brahe recolectó datos de observaciones astronómicas durante toda su vida y acumuló grandes cantidades de información sobre el movimiento de los planetas. Después de su muerte, pasaron a Kepler. Estos registros, por cierto, tenían un gran valor comercial en ese momento, ya que podían usarse para compilar horóscopos astrológicos actualizados (hoy, los científicos prefieren guardar silencio sobre esta sección de la astronomía temprana).

Al procesar los resultados de las observaciones de Tycho Brahe, Kepler encontró un problema que, incluso con las computadoras modernas, podría parecer insoluble para alguien, y Kepler no tuvo más remedio que realizar todos los cálculos manualmente. Por supuesto, como la mayoría de los astrónomos de su tiempo, Kepler ya estaba familiarizado con el sistema heliocéntrico de Copérnico y sabía que la Tierra gira alrededor del Sol, como lo demuestra el modelo anterior del sistema solar. Pero, ¿cómo giran exactamente la Tierra y otros planetas? Imaginemos el problema de la siguiente manera: estás en un planeta que, en primer lugar, gira alrededor de su eje y, en segundo lugar, gira alrededor del Sol en una órbita desconocida para ti. Mirando hacia el cielo, vemos otros planetas que también se mueven en órbitas desconocidas para nosotros. Y la tarea es determinar, según los datos de las observaciones realizadas en nuestro globo que gira alrededor de su eje alrededor del Sol, la geometría de las órbitas y la velocidad de movimiento de otros planetas. Esto es lo que, al final, logró hacer Kepler, después de lo cual, en base a los resultados obtenidos, ¡dedujo sus tres leyes!

La primera ley describe la geometría de las trayectorias de las órbitas planetarias: cada planeta del sistema solar gira alrededor de una elipse, en uno de cuyos focos se encuentra el Sol. Del curso de geometría escolar: una elipse es un conjunto de puntos en un plano, la suma de las distancias desde los cuales a dos puntos fijos, focos, es igual a una constante. O de lo contrario, imagine una sección de la superficie lateral del cono por un plano en ángulo con su base, que no pasa por la base, esto también es una elipse. La primera ley de Kepler simplemente establece que las órbitas de los planetas son elipses, en uno de cuyos focos se encuentra el Sol. Las excentricidades (grado de elongación) de las órbitas y su separación del Sol en el perihelio (el punto más cercano al Sol) y el apohelio (el punto más distante) son diferentes para todos los planetas, pero todas las órbitas elípticas tienen una cosa en común: el Sol se encuentra en uno de los dos focos de la elipse. Después de analizar los datos de observación de Tycho Brahe, Kepler concluyó que las órbitas planetarias son un conjunto de elipses anidadas. Antes de él, simplemente no se le ocurrió a ninguno de los astrónomos.

La importancia histórica de la primera ley de Kepler no puede subestimarse. Antes que él, los astrónomos creían que los planetas se movían exclusivamente en órbitas circulares, y si esto no encajaba en el ámbito de las observaciones, el movimiento circular principal se complementaba con pequeños círculos que los planetas describían alrededor de los puntos de la órbita circular principal. Esta era principalmente una posición filosófica, una especie de hecho indiscutible, no sujeto a duda y verificación. Los filósofos argumentaron que la estructura celestial, a diferencia de la terrestre, es perfecta en su armonía, y dado que la circunferencia y la esfera son las figuras geométricas más perfectas, significa que los planetas se mueven en círculo. Lo principal es que, habiendo accedido a los vastos datos de observación de Tycho Brahe, Johannes Kepler pudo pasar por encima de este prejuicio filosófico al ver que no se corresponde con los hechos, tal como Copérnico se atrevió a quitar la Tierra del centro de la Tierra. universo, frente a argumentos que contradicen persistentes ideas geocéntricas, que consistían también en el "comportamiento erróneo" de los planetas en sus órbitas.

La segunda ley describe el cambio en la velocidad de los planetas alrededor del Sol: cada planeta se mueve en un plano que pasa por el centro del Sol, y por períodos iguales de tiempo, el radio vector que conecta el Sol y el planeta describe áreas iguales. Cuanto más lejos del Sol la órbita elíptica lleva al planeta, más lento es el movimiento, más cerca del Sol, más rápido se mueve el planeta. Ahora imagina un par de segmentos de línea que conectan las dos posiciones del planeta en órbita con el foco de la elipse que contiene al Sol. Junto con el segmento de la elipse que se encuentra entre ellos, forman un sector, cuyo área es precisamente el mismo "área que corta el segmento de línea". Eso es lo que dice la segunda ley. Cuanto más cerca está el planeta del Sol, más cortos son los segmentos. Pero en este caso, para que el sector cubra la misma área en el mismo tiempo, el planeta debe recorrer una mayor distancia en órbita, lo que significa que su velocidad de movimiento aumenta.

Las dos primeras leyes se ocupan de los detalles de las trayectorias orbitales de un solo planeta. La tercera ley de Kepler permite comparar las órbitas de los planetas entre sí: los cuadrados de los períodos de revolución de los planetas alrededor del Sol están relacionados como cubos de los semiejes mayores de las órbitas de los planetas. Afirma que cuanto más lejos del Sol está un planeta, más tiempo tarda en dar una vuelta completa en órbita y, en consecuencia, más tiempo dura el "año" en este planeta. Hoy sabemos que esto se debe a dos factores. Primero, cuanto más lejos está el planeta del Sol, más largo es el perímetro de su órbita. En segundo lugar, a medida que aumenta la distancia al Sol, la velocidad lineal del planeta también disminuye.

En sus leyes, Kepler simplemente enunció los hechos, habiendo estudiado y generalizado los resultados de las observaciones. Si le hubieras preguntado qué provocaba la elipticidad de las órbitas o la igualdad de las áreas de los sectores, no te habría contestado. Simplemente se deducía de su análisis. Si le hubieras preguntado sobre el movimiento orbital de los planetas en otros sistemas estelares, tampoco habría podido responderte. Tendría que empezar todo de nuevo: acumular datos de observación, luego analizarlos e intentar identificar patrones. Es decir, simplemente no tendría motivos para creer que otro sistema planetario obedece a las mismas leyes que el sistema solar.

Uno de los mayores triunfos de la mecánica newtoniana clásica es precisamente que proporciona una justificación fundamental para las leyes de Kepler y afirma su universalidad. Resulta que las leyes de Kepler se pueden derivar de las leyes de la mecánica de Newton, la ley de gravitación universal de Newton y la ley de conservación del momento angular mediante cálculos matemáticos rigurosos. Y si es así, podemos estar seguros de que las leyes de Kepler se aplican por igual a cualquier sistema planetario en cualquier parte del universo. Los astrónomos que buscan nuevos sistemas planetarios en el espacio (y ya hay bastantes) una y otra vez, como es natural, utilizan las ecuaciones de Kepler para calcular los parámetros de las órbitas de planetas distantes, aunque no puedan observarlos. directamente.

La tercera ley de Kepler ha jugado y sigue jugando un papel importante en la cosmología moderna. Al observar galaxias distantes, los astrofísicos registran señales débiles, emitido por átomos de hidrógeno que orbitan muy lejos del centro galáctico, mucho más lejos de lo que suelen estar las estrellas. Usando el efecto Doppler en el espectro de esta radiación, los científicos determinan las velocidades de rotación de la periferia de hidrógeno del disco galáctico y, a partir de ellas, las velocidades angulares de las galaxias en su conjunto. Los trabajos de un científico que nos colocó firmemente en el camino comprensión correcta los dispositivos de nuestro sistema solar, y hoy, siglos después de su muerte, juegan un papel tan importante en el estudio de la estructura del vasto universo.

órbitas

De gran importancia es el cálculo de las trayectorias de vuelo de las naves espaciales, en las que se debe perseguir el objetivo principal: el máximo ahorro de energía. Al calcular la trayectoria de vuelo de una nave espacial, es necesario determinar el momento más favorable y, si es posible, el lugar de lanzamiento, tener en cuenta los efectos aerodinámicos resultantes de la interacción de la nave espacial con la atmósfera terrestre durante el inicio y el final, y mucho más.

Muchas naves espaciales modernas, especialmente aquellas con tripulación, tienen motores de cohetes a bordo relativamente pequeños, cuyo objetivo principal es la corrección de la órbita y el frenado necesarios durante el aterrizaje. Al calcular la trayectoria de vuelo, se deben tener en cuenta sus cambios asociados con el ajuste. La mayor parte de la trayectoria (de hecho, toda la trayectoria, excepto su parte activa y los períodos de corrección) se realiza con los motores apagados, pero, por supuesto, bajo la influencia de los campos gravitatorios de los cuerpos celestes.

La trayectoria de la nave espacial se llama órbita. Durante el vuelo libre de la nave espacial, cuando se apagan los motores a reacción a bordo, el movimiento ocurre bajo la influencia de las fuerzas gravitatorias y la inercia, y la fuerza principal es la atracción de la Tierra.

Si la Tierra se considera estrictamente esférica, y la acción del campo gravitatorio de la Tierra es la única fuerza, entonces el movimiento de la nave espacial obedece a las conocidas leyes de Kepler: ocurre en un plano fijo (en el espacio absoluto) que pasa por el centro de la Tierra - el plano de la órbita; la órbita tiene la forma de una elipse o un círculo (un caso especial de una elipse).

Las órbitas se caracterizan por una serie de parámetros: un sistema de cantidades que determina la orientación de la órbita de un cuerpo celeste en el espacio, su tamaño y forma, así como la posición en la órbita de un cuerpo celeste en algún momento fijo. La órbita imperturbable a lo largo de la cual se mueve el cuerpo de acuerdo con las leyes de Kepler está determinada por:

1. Inclinación orbital (i) al plano de referencia; puede tener valores de 0° a 180°. La inclinación es menor de 90° si, para un observador ubicado en el polo norte de la eclíptica o en el polo norte celeste, el cuerpo parece moverse en sentido antihorario, y mayor de 90° si el cuerpo se mueve en la dirección opuesta. Como se aplica al sistema solar, el plano de la órbita de la Tierra (el plano de la eclíptica) se suele elegir como plano de referencia, para los satélites artificiales de la Tierra, el plano del ecuador de la Tierra se suele elegir como plano de referencia, para satélites de otros planetas del sistema solar, se suele elegir como plano de referencia el plano del ecuador del planeta correspondiente.
2. Longitud del nodo ascendente (Ω)- uno de los elementos principales de la órbita, utilizado para la descripción matemática de la forma de la órbita y su orientación en el espacio. Especifica el punto en el que la órbita se cruza con el plano base en dirección sur-norte. Para los cuerpos que giran alrededor del Sol, el plano principal es la eclíptica y el punto cero es el Primer punto de Aries (el equinoccio vernal).
3. Eje(s) principal(es) es la mitad del eje mayor de la elipse. En astronomía, caracteriza la distancia media de un cuerpo celeste desde el foco.
4. Excentricidad- característica numérica de la sección cónica. La excentricidad es invariable con respecto a los movimientos planos y las transformaciones de similitud y caracteriza la "compresión" de la órbita.
5. argumento periapsis- se define como el ángulo entre las direcciones desde el centro de atracción al nodo ascendente de la órbita y al periapsis (el punto de la órbita del satélite más cercano al centro de atracción), o el ángulo entre la línea de nodos y la línea de ábsides. Se cuenta desde el centro de atracción en la dirección del movimiento del satélite, normalmente elegido entre 0° y 360°. Para determinar los nodos ascendentes y descendentes, se elige un cierto plano (llamado base) que contiene el centro de atracción. Como base suelen utilizar el plano de la eclíptica (el movimiento de los planetas, cometas, asteroides alrededor del Sol), el plano del ecuador del planeta (el movimiento de los satélites alrededor del planeta), etc.
6. Anomalía media para un cuerpo que se mueve a lo largo de una órbita no perturbada: el producto de su movimiento promedio y el intervalo de tiempo después de pasar el periapsis. Así, la anomalía media es la distancia angular desde el periápside de un cuerpo hipotético que se mueve a una velocidad angular constante igual al movimiento medio.

Hay varios tipos de órbitas: ecuatorial (inclinación "i" = 0°), polar (inclinación "i" = 90°), órbitas heliosíncronas (los parámetros de la órbita son tales que el satélite pasa sobre cualquier punto de la superficie terrestre en aproximadamente la misma hora solar local), órbita baja (altitudes de 160 km a 2000 km), órbita media (altitudes de 2000 km a 35786 km), geoestacionaria (altitud 35786 km), órbita alta (altitudes superiores a 35786 km ).

Llamemos a la proyección del satélite sobre la superficie terrestre el punto en el que la línea recta radial (la línea que conecta el satélite con el centro de la Tierra) se cruza con la superficie del globo. Cuando un satélite se mueve alrededor de la Tierra, girando dentro de su órbita, la proyección dibuja una cierta línea en la superficie de la tierra, que se llama la trayectoria del satélite. El camino conecta aquellos puntos de los continentes y océanos sobre los cuales el satélite en diferentes momentos

el tiempo resulta estar en el cenit, es decir, por encima de la cabeza del observador.La forma de la trayectoria está determinada principalmente por la inclinación de la órbita y el período de revolución. Debido al hecho de que el camino lo dibuja un satélite en una Tierra en rotación, el ángulo de intersección del ecuador con el camino siempre difiere de la inclinación de la órbita. En particular, para órbitas polares no es igual a 90° (al cruzar el ecuador, la proyección del satélite se desvía hacia el oeste).

Para los satélites con órbitas bajas y movimiento directo (inclinación inferior a 90°), la trayectoria se asemeja a una sinusoide que rodea el globo muchas veces. Esta forma del camino es bien conocida por todos desde el lanzamiento del primer satélite artificial de la Tierra, y no la presentamos aquí.

Arroz. 32. Trayectorias de satélites con órbitas circulares con una inclinación de 65° y periodos de revolución;

En tales rutas, el tráfico se dirige en todas partes hacia el noreste o sureste, y en los extremos norte y sur, hacia el este.

La situación es diferente para períodos largos de circulación. Incluso cuando el satélite se mueve en la dirección de rotación de la Tierra, su proyección puede retrasarse con respecto a la rotación de la Tierra (especialmente cerca del ecuador, donde la velocidad lineal de los puntos de la superficie es mayor), y luego el movimiento, al menos en parte de la camino, se producirá en dirección oeste (Fig. 32) .

Un satélite de comunicaciones, así como un satélite para estudiar la superficie de la tierra, se lanza a menudo en órbitas periódicas múltiples (a veces también se las llama síncronas), es decir, órbitas con un período de revolución casi proporcional al tiempo de una revolución del Tierra alrededor de su eje (día sideral 23 h 56 min 4 s). "Casi" se explica por la precesión de la órbita: si el campo gravitatorio de la Tierra fuera central, entonces se elegiría un período que es exactamente proporcional a los días siderales. Los caminos de tales satélites están cerrados.

líneas, de modo que en cualquier punto del camino el satélite aparece periódicamente y no aparece en absoluto en áreas limitadas "que se encuentran a un lado". Un ejemplo es el satélite de comunicaciones Molniya-1.

En la fig. 33 muestra las trayectorias de cinco satélites diarios con órbitas circulares con inclinaciones de 60, 40 y 20°. Estas "ocho" rutas no rodean el globo, sino que se encuentran a un lado del mismo (cuando el movimiento inverso sería diferente)

7t R

| r R norte || R norte |

| 7 | Re

Arroz. 2.2.5. Geometría de visibilidad, - ángulo de visión geocéntrico, h - altitud de vuelo de la nave espacial sobre la Tierra

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Arroz. 2.2.6. Visibilidad mutua de dos naves espaciales

El medio ángulo del cono de visión desde el lado de la nave espacial es igual a:

Ι Η .

sobre la Tierra (Fig. 2.2.6). A efectos prácticos, esta condición suele reforzarse: la línea de visión debe estar por encima de las capas densas de la atmósfera (h atm 4 100 km).

Esta condición se puede representar como

	| r 1 | pecado , R s h atm ,
				(r2	r1)
	arccos
		| r | | r

Rutas de vuelo de la nave espacial. La trayectoria de vuelo de la nave espacial es la trayectoria de un punto de subsatélite en la superficie de la Tierra. Coordenadas geográficas (latitud y longitud) del punto del subsatélite (excluyendo la precesión del plano de la órbita):

Para órbitas circulares, el tamaño del campo de visión Η es constante, mientras que para órbitas elípticas varía según la altitud de vuelo h.

La condición de visibilidad mutua de dos naves espaciales es la línea que conecta sus posiciones.

donde i es la inclinación de la órbita, u es el argumento de la latitud; wu - Longitud de Greenwich del nodo ascendente la; t es el tiempo desde el nodo ascendente; ; h es la velocidad angular de rotación de la Tierra. Aquí se utiliza la función circular arctg (…,…), donde el primer término corresponde al seno del ángulo deseado, y el segundo al coseno de este ángulo. En la fig. 2.2.7.

Arroz. 2.2.7. Un ejemplo de una ruta de vuelo de la ISS

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Velocidad a lo largo de la pista para una órbita circular (argumento de la latitud u ; t , donde ; es la velocidad angular del movimiento orbital):

					sini cosu
			1 pecado2 yo pecado2 tu
							cosi
							pecado2 yo pecado2 tu

Las órbitas con inclinación cero i 0 y un período igual a un día sideral son un caso especial. En este caso, la nave espacial permanece inmóvil en relación con la superficie de la Tierra. Estas naves espaciales se denominan geoestacionarias (consulte la Sección 2.2.5).

En las Figs. 2.2.8.

Propiedades geométricas de caminos en órbitas elípticas debido a esencial

las diferencias en la velocidad de vuelo de las naves espaciales en relación con la Tierra son de naturaleza más compleja, asociadas con la monotonicidad del cambio de longitud, la curvatura geodésica y la naturaleza de los puntos de autointersección. Ejemplos de órbitas elípticas con períodos T 6; En las Figs. 2.2.9.

Iluminación de la nave espacial y la Tierra. Al analizar el vuelo de una nave espacial, las condiciones de su iluminación por el Sol, que afectan el calentamiento de la nave espacial, el equipo óptico de los sensores de estrellas, la eficiencia de las baterías solares, etc., son de gran importancia. La naturaleza de la iluminación depende de la posición relativa de la propia nave espacial, el Sol, la Tierra y, en algunos casos, la Luna.

La geometría de la formación de áreas de sombra de la Tierra se muestra en la fig. 2.2.10. Teniendo en cuenta los tamaños geométricos del Sol y la Tierra, se distinguen las áreas reales de sombra y penumbra. En este último caso, el disco solar está parcialmente cubierto por la Tierra (Fig. 2.2.11).

Los intervalos de penumbra para órbitas de naves espaciales de baja y media altitud suelen ser significativamente menores que la duración del propio segmento de sombra; por lo tanto, se utiliza una interpretación geométrica más simple del cilindro de sombra para calcular los intervalos de sombra. Una representación simplificada de la sombra en órbita se ilustra en la Fig. 2.

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Arroz. 2.2.9. Ejemplos de trazas de órbitas elípticas

Arroz. 2.2.10. La geometría de la formación de áreas de sombra de la Tierra:

R c - radio de la Tierra; R c - radio del Sol; rc - radio vector del Sol; r o - radio vector de la nave espacial; a t - ángulo límite del área de sombra; a PT - ángulo límite de la penumbra

La condición para que la nave espacial esté en la sombra se puede representar como:

	r 2 (r te		) 2R
5 / 2,

donde e s es el vector de dirección unitario al Sol.

El ángulo , (Fig. 2.2.12) se denomina ángulo "Sol - Objeto - Tierra". También determina la iluminación del punto subsatelital, y

Arroz. 2.2.11. Disco solar visible:

a - iluminación completa; b - penumbra; en - sombra

en ϑΚ corresponde a la línea de cambio de día y noche en la superficie de la Tierra, llamada línea terminadora.

El plano orbital de la nave espacial realiza una precesión en el espacio inercial a una cierta velocidad angular, y la posición aparente del Sol se describe mediante un movimiento complejo con un período de un año; por lo tanto, la duración de los intervalos de sombra y su posición en la órbita cambian con la hora del vuelo de la nave espacial. Dependiendo de los parámetros de la propia órbita y de la posición del Sol, las regiones de sombra pueden estar ausentes en algunos períodos de tiempo y, en un caso excepcional, siempre ausentes. Esto último es posible si la velocidad de precesión de la órbita es muy cercana a la velocidad angular del desplazamiento del Sol a lo largo del ecuador en relación con el espacio de inercia. Este caso corresponde a órbitas síncronas solares (ver Sec. 2.2.5).

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CONDICIONES BALÍSTICAS PARA EL VUELO DE VEHÍCULOS ESPACIALES

Arroz. 2.2.12. Representación simplificada de la sombra en órbita:

1 - KA; 2 - línea de terminación

Para la órbita de la ISS (inclinación i 51,6, altitud h 4400 km), la velocidad de precesión del nodo es 5,0 ϑ día y la velocidad angular media del Sol en su movimiento anual es s 0,98 ϑ día. Así, el ángulo entre la línea de nodos de la órbita SC y la proyección de la dirección del Sol sobre el ecuador cambia diariamente en s − 6 . Esto significa que las condiciones de iluminación de la órbita de la ISS cambian con una frecuencia de 4 60 días. En la Fig. 3 se muestra un ejemplo de la distribución de los tiempos de inicio y finalización de los intervalos de sombra en la escala de tiempo relativo a partir de los momentos de paso del nodo ascendente por la órbita de la ISS en 2005. 2.2.13.

La posición angular del Sol sobre el plano del ecuador terrestre también afecta los intervalos de sombra. es especialmente brillante

Arroz. 2.2.13. Intervalos de sombra para la órbita de la ISS en 2005

los equinoccios de marzo) y otoñal (del 4 al 22 de septiembre) El sol está cerca del plano del ecuador terrestre. Por lo tanto, todas las naves espaciales geoestacionarias tendrán intervalos de sombra diarios hasta que el ángulo de elevación del Sol s sobre el ecuador de la Tierra supere los 4 9 en valor absoluto. Esto corresponde a fechas que están a /22…23 días de distancia de las fechas de los equinoccios de primavera y otoño. El sombreado de la nave espacial geoestacionaria se muestra en la fig. 2.2.14. La hora astronómica del día para el intervalo de sombra de una nave espacial geoestacionaria depende de su longitud, y la naturaleza del cambio de duración de la sombra depende de las fechas y es similar para todas las naves espaciales geoestacionarias (Fig. 2.2.15) con una duración máxima de sombra de 4 1h 20m .

En algunos casos, también es necesario tener en cuenta la posibilidad de ocultación de naves espaciales por parte de la Luna. La geometría de la formación de la sombra lunar se muestra en las Figs. 2.2.16.

La probabilidad de tales eventos para órbitas con altas inclinaciones es pequeña. Para las órbitas geoestacionarias, la formación de intervalos de sombra es relativamente regular y ocurre varias veces al año; además, los intervalos de sombra propiamente dichos pueden no estar presentes, pero hay predominantemente intervalos de penumbra. Su duración puede alcanzar hasta 4 3 ... 4 horas.

Cálculos geográficos en el análisis y visualización del vuelo de la nave espacial. Cálculos de representación geográfica

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Arroz. 2.2.14. Sombreado de naves espaciales geoestacionarias

Arroz. 2.2.15. Duración de los intervalos para vehículos espaciales geoestacionarios

Arroz. 2.2.16. La geometría de la formación de la sombra lunar.

El uso de varias condiciones balísticas (para el análisis y/o visualización del vuelo de la nave espacial) está asociado con la determinación de la latitud y longitud geocéntrica de un punto en la superficie de una Tierra esférica, que se encuentra separado de algún punto A dado (longitud A y la latitud A) por una distancia geocéntrica dada en la dirección determinada por el acimut. La posición mutua de dos puntos en la superficie de la Tierra se ilustra en la fig. 2.2.17.

Las proporciones correspondientes se ven como:

Para la transformación inversa, que determina la distancia geocéntrica entre dos puntos dados y el acimut de la línea del gran círculo que los conecta (en el punto A), se utilizan las siguientes relaciones:

arcsen(pecado

porque porque

Arctg y pecado pecado,

porque A

Η arccos;
arco y pecado (BA)
		porque A

Aquí se utiliza la función circular arctg (…,…), donde el primer término corresponde al seno del ángulo buscado y el segundo a su coseno.

El siguiente algoritmo se usa para construir el campo de visión de una estación de medición terrestre en la superficie de la Tierra para una nave espacial en una órbita circular. El ángulo geocéntrico del segmento esférico Η (2.2.80) se determina a partir de la altura de la órbita h de la nave espacial. Al establecer valores de acimut en el rango de 0 a 2, utilizando las ecuaciones (2.2.91), se calcula un conjunto de puntos límite. En la fig. 2.2.18 muestra ejemplos de campos de visión de estaciones terrestres utilizadas para el control de verano de la nave espacial Soyuz (Moscú, Ussuriysk, Kolpashev, Petropavlovsk Kamchat

Para el modelo cilíndrico de sombreado de la Tierra, la posición instantánea de la línea terminadora (Fig. 2.2.19) define un gran círculo, en el que el punto A determina la dirección hacia el Sol. En este caso, Η /2 y las coordenadas de los puntos límite están determinadas por la relación

sen B cos A cos ;
bronceado (BA)
	pecado A
artículo 23) radio /2 С usando relaciones (2.2.91) estableciendo A / i , A VU / /2 y Η /2 C . Sin embargo, debido a la rotación de la Tierra la pendiente de la traza del paralelo diferirá de la pendiente de un pequeño círculo en la superficie de una esfera. La inclinación de la trayectoria de la nave espacial y los puntos límite de la franja se muestran en las Figs. 2.2.21. Ecuaciones para determinar esto cosu sini cosi cos2 Arroz. 2.2.20. Durar órbita circular a un ángulo geocéntrico constante C . En este caso, se pueden definir como pequeños círculos con forma esférica. Arroz. 2.2.21. La inclinación de la trayectoria de la nave espacial y los puntos límite de la franja. De dónde se determina el ángulo de pendiente de la ruta (ver Fig. 2.2.21): d / du yo arctan d / du Dejar / /2 Ι ; A ; A ; y Η /2 С (, - coordenadas de la trayectoria de la nave espacial) en (2.2.91), se determinan dos puntos límite de la franja. Las proyecciones cilíndricas se utilizan generalmente para la visualización geográfica del vuelo de una nave espacial. Sin embargo, en algunos casos es más obvio utilizar otras proyecciones cartográficas. Los principales tipos de proyecciones geográficas se dividen en tres tipos: - cilíndrico; - cónico; - azimutal. Para cada tipo, hay muchas variedades que difieren en el grado de compresión y transformación de varias áreas geográficas. En la fig. Las Figuras 2.2.22–2.2.24 muestran ilustraciones geométricas de la formación de este tipo de proyecciones y, a modo de comparación, se presentan los mapas de trayectorias con una inclinación promedio i 45 y una inclinación alta i 85 (para una nave espacial en una órbita circular h − 1680 km, Т 2 h) , así como campos de visión de observadores en el meridiano de Greenwich con latitudes 0; 40; 80 . Las proyecciones cilíndricas proporcionan una representación visual de la zona ecuatorial y las latitudes medias. Las proyecciones cónicas tienen en cuenta el efecto de un cambio en la longitud de un paralelo con un cambio en la latitud, mostrando así el área de las regiones con mayor precisión, encontrando Adzhyan A.P., Akim E.L., Alifanov O.M., Andreev A.N. Tecnología espacial y de cohetes. Ingeniería. Enciclopedia. T. IV-22 En dos libros. Libro uno

Antes de lanzar una nave espacial, los científicos y diseñadores llevan a cabo un gran trabajo preparatorio junto con los astronautas. Calculan en detalle el programa del futuro vuelo desde el despegue hasta el aterrizaje, teniendo en cuenta todas las posibles situaciones inesperadas que solo pueden imaginarse, en función del nivel de conocimiento de la Humanidad.

Luego los cosmonautas, con la ayuda de científicos, instructores y especialistas, estudian todas las operaciones que tienen que realizar y las practican cuidadosamente en simuladores y stands.

Para imaginar de qué se trata la historia, debe comprender al menos las formulaciones y los conceptos básicos asociados con la astronáutica tripulada. Éstos son algunos de ellos.

Órbita - la trayectoria del movimiento del espacio aeronave en la ruta de vuelo principal.

El perigeo es el punto más cercano a la Tierra en la órbita de una nave espacial.

Apogeo es el punto en la órbita de una nave espacial que está más lejos de la Tierra.

La línea de los ábsides es la línea que une los puntos de apogeo y perigeo.

El nodo ascendente de una órbita es el punto en el que la órbita se cruza con el plano del ecuador cuando una nave espacial pasa del hemisferio sur al hemisferio norte.

El nodo descendente de la órbita es el punto en el que la órbita cruza el plano del ecuador terrestre durante la transición de la nave espacial del hemisferio norte al hemisferio sur.

Línea de nodos: una línea que conecta los nodos ascendentes y descendentes de la órbita.

Inclinación orbital: el ángulo entre el plano de la órbita de la nave espacial y el plano del ecuador.

El valor del ángulo de inclinación de la órbita determina los límites de las latitudes geográficas dentro de las cuales volará la nave espacial. Cuanto mayor sea la inclinación de la órbita, mayor será el rango de latitudes geográficas alcanzables, pero menor será el peso de la nave puesta en órbita. Esto último se debe a que al aumentar la inclinación de la órbita, disminuye la energía transmitida a la nave debido a su rotación diaria.

Desde una órbita polar, puedes ver toda la Tierra, pero para lograrlo, se requieren muchos, muchos costos de energía.

La misma inclinación orbital se puede obtener con una dirección de lanzamiento del vehículo de lanzamiento hacia el noreste y hacia el sureste. Cuando se lanza desde el cosmódromo de Baikonur, se usa la dirección noreste, ya que en este caso el vuelo en el sitio de lanzamiento e inmediatamente después de la separación del vehículo de lanzamiento pasa sobre el territorio de Kazajstán y Rusia. Y esto significa que en las zonas más críticas del vuelo, las estaciones de seguimiento y control en tierra pueden realizar comunicaciones de radio y televisión con la nave, recibir información de telemetría y medir los parámetros de la órbita durante más tiempo.

En el sitio de lanzamiento, las etapas gastadas se separan del vehículo de lanzamiento del complejo espacial y caen a la Tierra. Naturalmente, es más fácil asignar un área para la caída de piezas en territorios propios y amigos. Sin embargo, el número de áreas asignadas es limitado. Por lo tanto, las posibles direcciones de lanzamiento de cohetes portadores también están limitadas y, en consecuencia, la magnitud del ángulo de inclinación.

La ruta de lanzamiento pasa por áreas escasamente pobladas y, por lo tanto, el daño estimado por la caída de escombros se calcula como mínimo.

Los científicos y diseñadores se enfrentan a la misma tarea al elegir las posibles áreas de aterrizaje para los vehículos de reingreso.

En las áreas de lanzamiento y descenso ya seleccionadas, no se permite la construcción de grandes instalaciones industriales y no hay planes para expandir y desarrollar los asentamientos existentes. Y esto es comprensible. Nadie quiere vivir con la certeza de que en cualquier momento algo pesado puede caer sobre sus cabezas, de lo cual será imposible escapar.

En la URSS y ahora en Rusia, la inclinación orbital de las naves espaciales tripuladas está en el rango de 51 a 65 grados. Se adoptó una gran inclinación para la primera nave espacial. Entonces, prácticamente se adoptó la órbita de lanzamiento con una inclinación de 51,6 grados. Pero para las tripulaciones internacionales durante los vuelos autónomos, se conservó una amplia variedad de ángulos de inclinación, ya que esto permitió a las tripulaciones realizar investigaciones sobre los recursos naturales en el territorio de sus países.

Si la Tierra fuera estacionaria, es decir, si no girara alrededor de su eje, la órbita de la nave espacial pasaría todo el tiempo sobre las mismas regiones de la Tierra. Sin embargo, la Tierra no solo gira alrededor del Sol, sino también alrededor de su propio eje. Como resultado de esta rotación, a una determinada inclinación de la órbita, las coordenadas geográficas de los lugares sobre los que volará la nave espacial dependerán del período de su revolución, el tiempo de una revolución completa de la nave espacial alrededor de la Tierra.

Estas coordenadas, conectadas por una sola línea, forman la ruta de vuelo. La trayectoria de cada nueva órbita en el espacio es exactamente la misma que la anterior, pero debido a la propia rotación de la Tierra, se desplaza hacia el oeste en longitud por el ángulo de rotación de la Tierra con respecto al plano orbital durante el período de revolución. La distancia de cambio longitudinal entre vueltas por revolución es de 22,5 grados.

Una revolución completa del plano de la órbita de la nave espacial alrededor de la Tierra se completa en aproximadamente un día. Es posible seleccionar el periodo de revolución de la órbita de manera que en ese momento la nave realice un número entero de órbitas y su trayectoria coincida con la trayectoria del día anterior. Es decir, después de un día de vuelo, el barco puede estar sobre el mismo punto. Por ejemplo, por encima del punto de partida. Tales órbitas se llaman diurnas.

Si el período es mayor o menor que el período diario, entonces la trayectoria se desplaza constantemente en longitud, respectivamente, hacia el este o el oeste en una cantidad denominada desplazamiento diario de la trayectoria. Esto es especialmente importante durante los vuelos de tripulaciones internacionales, ya que cada nuevo cosmonauta quiere tener una mejor vista de las ciudades y pueblos de su país, para llevar a cabo completamente el experimento planeado. Por el bien de esto, están listos para no dormir durante varios días seguidos. Y casi siempre la primera noche ninguno de ellos duerme durante un vuelo espacial.

Sin embargo, algunos objetos no caen en el campo de visión de los astronautas durante el vuelo. Por ejemplo. En la primera órbita, la nave pasa a la izquierda del objeto, y en la siguiente a la derecha.

Después de un tiempo, la posición del objeto deseado aún puede coincidir con la pista e incluso estar perfectamente iluminado en ese momento, pero esto no significa que el objeto no se cubrirá con nubes continuas. Y así sucesivamente y así sucesivamente. Un astronauta puede volar durante meses, pero nunca ver su ciudad natal desde su órbita alta.

Debido a la gran longitud de Rusia en dirección longitudinal, la ruta de vuelo pasa por su territorio 11 veces durante el día. Además, la nave se mueve de sur a norte y la órbita cambia de este a oeste.

Además, debe recordarse que cuanto mayor sea la órbita de vuelo, mayor será el período de revolución.

Así, cambiando el período de revolución (o altitud de vuelo), uno puede elegir una órbita tal que cada nuevo día sea posible fotografiar y estudiar más y más partes nuevas de la superficie de la Tierra.

La elección de la hora de lanzamiento y los límites permitidos dentro de los cuales estos cambios temporales son posibles juegan un papel esencial en la planificación del vuelo. En principio, el lanzamiento de una nave espacial puede tener lugar en cualquier momento del día, de día o de noche. Es como en la aviación: puedes despegar en cualquier clima. Pero para aterrizar, se necesitan condiciones climáticas bastante determinadas y un área adecuada.

Para los astronautas, el tiempo de lanzamiento depende completamente del programa del próximo vuelo. Si el vuelo es autónomo y se asume principalmente la detección remota de las estrellas, entonces el lanzamiento es posible en cualquier momento y las principales limitaciones se relacionan con las condiciones de aterrizaje deseadas al final del vuelo.

Si la nave de lanzamiento va a atracar, por ejemplo, con una estación orbital, entonces debe partir (según el esquema de atraque adoptado por nuestros científicos) en el momento en que la estación pasa sobre el cosmódromo. Cualquier desviación en una dirección u otra conlleva costes energéticos adicionales para corregir la órbita de la nave espacial después de su puesta en órbita.

Además, siempre es deseable que la nave espacial aterrice en el territorio de Kazajstán o Rusia después de completar el vuelo durante el día. Esto simplifica enormemente el proceso de búsqueda y rescate para la tripulación.

La situación en la región de Kazajstán (área de aterrizaje generalmente aceptada) según las condiciones de iluminación se repite después de 58 días. Por lo que un cambio en el tiempo de lanzamiento también conlleva un deterioro en las condiciones de trabajo de la tripulación y de los motores de búsqueda durante el período más estresante de la realización del vuelo, cuando el cuerpo de los tripulantes está significativamente debilitado, y necesitan ayuda urgente en los primeros minutos y horas después de regresar a la Tierra.

Con un cambio en el tiempo de lanzamiento de la nave espacial y una inclinación constante de la órbita y su período, el plano de la órbita con respecto al Sol se ubica de manera diferente. En consecuencia, las condiciones de iluminación a lo largo de la trayectoria de vuelo y las condiciones de las observaciones científicas de la Tierra cambian considerablemente.

Al calcular el tiempo de lanzamiento de la nave espacial, se tiene en cuenta la necesidad de una construcción controlada y precisa de la orientación de la nave espacial en órbita inmediatamente antes del futuro regreso a la Tierra. La orientación de la nave también es necesaria antes de fotografiar objetos, estudiar las estrellas y antes de realizar otras tareas que requieran colocar la nave espacial en una posición estrictamente definida en el espacio antes del trabajo.

Dichos experimentos también se planifican mucho antes del vuelo y están claramente calculados en el tiempo, ya que su implementación está asociada con una amplia gama de numerosas condiciones para la posición relativa de los objetos, con procesos dinámicos y mucho más.

Al planificar un lanzamiento, la altitud del apogeo y el perigeo de la órbita a la que se lanza la nave espacial es de gran importancia. Estos valores durante el vuelo no son constantes para ninguna nave espacial. En cada órbita, especialmente en el perigeo, la nave espacial toca la atmósfera y recibe una cierta desaceleración. En la siguiente órbita, la trayectoria de vuelo pasa aún más abajo y, por lo tanto, aumenta la densidad de la atmósfera y su resistencia, al tiempo que aumenta el efecto de frenado. Tan pronto como la velocidad de la nave espacial caiga por debajo de los 8 kilómetros por segundo, inevitablemente saldrá de órbita a lo largo de una larga parábola que se extiende por varios miles de kilómetros y se precipitará hacia la Tierra. Pero es extremadamente difícil calcular el punto de aterrizaje en estas condiciones.

Por otro lado, el efecto de frenado de la atmósfera a altitudes inferiores a los 150 kilómetros no permite volar por inercia. En estos casos se necesita el funcionamiento constante de los motores para mantener la altitud aumentando la velocidad de vuelo, es decir, el funcionamiento de los motores para la aceleración. De lo contrario, la nave espacial volverá a precipitarse hacia la Tierra a lo largo de la misma parábola.

De esto surgió un concepto como el tiempo de existencia de una nave espacial en órbita, cuyo valor es igual al intervalo de tiempo desde el lanzamiento de la nave espacial en órbita hasta su entrada en las capas densas de la atmósfera dentro de 100 a 150 kilómetros. .

El valor crítico del período de revolución de la nave espacial en órbita, en el que el vuelo orbital todavía está asegurado, se considera que es el tiempo de 87,75 minutos a una altitud de 170 kilómetros. La órbita es circular.

Si la órbita de la nave espacial no es circular, sino elíptica, entonces un parámetro muy importante que determina la vida útil es el perigeo. Es en la región de estos puntos donde la nave detecta con más fuerza la densidad de la atmósfera.

A una altura de perigeo de 100 kilómetros, la nave espacial entrará en la atmósfera a través de una órbita.

Con una altura de perigeo de 200 kilómetros, el tiempo de existencia del barco ya es de unos cien días.

Con una altura de perigeo de 500 kilómetros, la vida útil del barco alcanza decenas de años.

Los números de los parámetros de la órbita pueden cambiar según muchas condiciones en un momento determinado. Juega un papel y las fuerzas gravitatorias, y el campo magnético, y la influencia del sol. Sin embargo, los científicos en las primeras etapas de los vuelos espaciales tripulados tuvieron principalmente en cuenta el hecho del frenado aerodinámico de la atmósfera, utilizándolo como una de las reservas de seguridad del vuelo.

A continuación se muestra una tabla para las naves espaciales Vostok y Voskhod, así como datos más detallados sobre el vuelo de la nave espacial Vostok-3.

Puede verse en la tabla que todas las naves espaciales de la serie Vostok fueron lanzadas a una órbita muy baja en el perigeo, asegurando así el tiempo mínimo requerido de existencia en órbita. Excepto por el vuelo de Yuri Gagarin, cuya nave fue lanzada demasiado alto, ya que se esforzaron mucho para garantizarle un vuelo espacial.

Si G. Titov o cualquier otro cosmonauta que comenzó en estas naves hubiera sido lanzado demasiado bajo, no habrían podido volar por más de un día y no habrían completado el programa de vuelo. La atmósfera habría obligado a sus naves a aterrizar antes.

En el caso de que la nave espacial hubiera sido lanzada demasiado alto en el lanzamiento y el sistema de propulsión de frenado hubiera fallado, entonces la nave espacial podría haber estado girando en órbita durante demasiado tiempo y los sistemas de soporte vital disponibles no habrían ayudado al astronauta a sobrevivir este vuelo. . Su recurso no está diseñado para un aumento significativo en la duración de la existencia humana en los vuelos espaciales.

Al realizar más cálculos del descenso de la nave espacial Vostok-3, se puede saber cuándo aterrizaría en caso de falla del sistema de propulsión de frenos. Para hacer esto, todos pueden construir un programa de descenso y asegurarse de que, a más tardar, en 10 días, el barco aterrizará debido al frenado automático.

Sabiendo que el sistema de soporte vital de los Vostoks permitía al cosmonauta vivir en órbita hasta 10 días, se puede ver claramente el grado de seguridad de los cosmonautas que vuelan en estas naves, siempre y cuando gran trabajo equipo inicial.

El sistema de soporte vital de las naves estadounidenses en los primeros vuelos aseguraba la existencia de astronautas en órbita hasta por tres días. Sus naves se pusieron en órbita a no más de 160 kilómetros, lo que también les brindó la oportunidad de regresar dentro de un marco de tiempo aceptable.

Sí, en un principio los científicos fueron muy cuidadosos en sus decisiones y trataron de garantizar la máxima seguridad de los astronautas. En cualquier caso, hasta que la técnica de salida estuviera completamente desarrollada. Ahora, fabricados en la planta, la nave espacial y el vehículo de lanzamiento se entregan al cosmódromo de Baikonur y aquí, en el edificio de ensamblaje y prueba (MIK), se ensamblan en un solo conjunto.

La longitud del MIK es de más de 100 metros, la altura es de un edificio de cinco pisos. Por lo tanto, el ensamblaje de todas las partes principales del complejo de nave y cohete se lleva a cabo de forma horizontal, y en la misma posición en la plataforma ferroviaria, todo el ensamblaje se entrega a la posición inicial ubicada a 1,5–2 kilómetros de distancia.

Por lo general, el retiro del vehículo de lanzamiento con la nave espacial se lleva a cabo temprano en la mañana. Y ya sea en invierno o en verano, con un frío glacial o un calor sofocante, alrededor del tren, corriendo en diferentes direcciones o incluso subiendo a un helicóptero, los fotoperiodistas y camarógrafos filman y filman la solemne partida.

La posición inicial en sí no es muy grande. Cuadrado de hormigón armado con un agujero en el centro para la sección de cola del propulsor. Un poderoso instalador coloca el vehículo de lanzamiento en posición vertical y, por así decirlo, lo inserta en el sistema de lanzamiento, fijándolo rígidamente en las partes superior e inferior con la ayuda de vigas especiales. También se traen aquí mástiles de cable y de llenado y una granja de servicios.

A pesar de una revisión minuciosa de todos los sistemas y ensamblajes en el MIK, todas las revisiones se repiten nuevamente en la plataforma de lanzamiento. Después de todo, la posición del cohete y el complejo espacial cambió de horizontal a vertical, lo que podría provocar algunos cambios en el funcionamiento de los sistemas. Sí, y el propio transporte podría hacer ajustes al estado de los sistemas.

Al final de las comprobaciones, el vehículo de lanzamiento se reabastece de combustible y gases comprimidos.

En el búnker del puesto de mando de lanzamiento, el jefe de obra, después de evaluar todos los informes, da la orden de preparar a los astronautas para el abordaje de la nave espacial. Comienza la cuenta atrás del tiempo de preparación directa para el vuelo.

Los astronautas no permanecen mucho tiempo en el sitio. Informe, últimos saludos, deseos, y se esconden en el ascensor, ya los pocos minutos se comunican con el puesto de mando desde sus lugares de trabajo.

Los astronautas y el complejo espacial y de cohetes están listos para el lanzamiento.

Durante el lanzamiento, así como durante el acoplamiento, los cosmonautas están en trajes espaciales de ventilación, que no han sufrido ningún cambio especial desde el lanzamiento de Yu Gagarin.

Estar en traje espacial se asocia con un aumento de la seguridad de los cosmonautas durante el período de trabajo en tramos del vuelo especialmente peligrosos.

La tripulación de la nave espacial Voskhod trabajó sin trajes espaciales.

P. Belyaev y A. Leonov estaban en trajes espaciales solo porque se planeó una caminata espacial.

Todos los cosmonautas volaron sin trajes espaciales hasta el vuelo de la nave espacial Soyuz-11. Esto hizo posible tener una tripulación de tres personas a tiempo completo. Y solo después de la muerte de G. Dobrovolsky, V. Volkov y V. Patsaev, se revisó esta actitud. La tripulación se fijó en dos personas. Los astronautas recibieron trajes espaciales individuales y fondos adicionales soporte vital en caso de despresurización repentina del buque.

Todavía había espacio para el tercer cosmonauta, pero cada kilogramo de peso se tiene en cuenta al principio, y dos trajes espaciales y equipo adicional absorbieron todas las reservas de recursos de peso.

Solo con la llegada de la nave espacial Soyuz-T, las características de peso del equipo construido en dispositivos de nueva generación permitieron que el tercer miembro de la tripulación volviera a tomar asiento en la cabina.

El traje en sí es un traje sellado en el que el aire necesario para la ventilación y el mantenimiento de la sobrepresión interna en caso de accidente, así como el oxígeno para respirar, se suministran desde cilindros ubicados en el vehículo de retorno de la nave espacial.

Durante el vuelo normal en una cabina presurizada, el escudo de seguridad del casco, o como también se le llama "visera", se levanta y no hay exceso de presión debajo de la cubierta del traje. Los productos respiratorios y el aire salen libremente al exterior. O mejor dicho, en el volumen interno de la nave. Tan pronto como la nave se despresuriza, la "visera" del casco se baja, cubriendo la cara. En el traje se crea una sobrepresión de un valor dado.

Si el cosmonauta tarda en bajar el escudo de seguridad manualmente o por alguna razón no puede hacerlo por sí mismo, el propio sistema automático dará la orden de bajar el escudo cuando la presión en la cabina baje a un cierto nivel.

Es imposible salir de la nave con el traje de rescate de emergencia que usan los astronautas durante el lanzamiento, ya que está conectado por mangueras cortas a los cilindros de aire y oxígeno ubicados en la nave. Estos trajes están especialmente diseñados para colocarse con los astronautas en las sillas de lanzamiento.

Durante el período de vuelos espaciales de naves espaciales tipo Vostok, los asientos de lanzamiento también fueron un medio para rescatar a los cosmonautas en caso de falla del vehículo de lanzamiento en el sitio de lanzamiento. Al comando del cosmonauta o automatización en caso de emergencia, se descartó la escotilla de salida y los astronautas fueron expulsados ​​​​junto con el asiento. Se le presentó al astronauta el derecho a elegir el método de aterrizaje, en un barco o en paracaídas. Todos ellos prefirieron una eyección preliminar y un aterrizaje en paracaídas.

Es imposible no decir sobre la situación que, por razones objetivas y subjetivas, a veces se desarrolla al inicio, y afecta de manera muy significativa el estado psicológico de los cosmonautas.

Antes del primer lanzamiento de V. Lazarev y O. Makarov en la nave espacial Soyuz-12, nada presagiaba problemas, como sucedió durante el lanzamiento de V. Komarov. Pero la tensión psicológica seguía presente. Esto se debió al hecho de que el vuelo anterior de la tripulación en la nave espacial Soyuz-11 terminó trágicamente. Además. Tiempo después, se lanzó al espacio la segunda estación orbital Salyut-2, en la que se detectó casi de inmediato una fuga de mezcla de gases. Se detuvo el trabajo con la estación.

Es difícil lanzarse al espacio después de dos fallas seguidas, pero Lazarev y Makarov se comportaron de manera bastante profesional y completaron el programa de vuelo prácticamente sin comentarios.

Sin embargo. Antes de su segunda salida, que iba a tener lugar el 9 de mayo de 1975, la situación ya era más favorable. La estación Salyut-3 elaboró ​​el programa de vuelo completo en órbita. La estación Salyut-4 comenzó a funcionar con éxito, en la que A. Gubarev y G. Grechko hicieron un excelente trabajo. Han estado en el espacio durante 29,5 días.

Lazarev y Makarov tuvieron que duplicar esta vez, y esta tarea ya no era algo inusual. Además, para entonces los estadounidenses habían demostrado las capacidades de la tripulación durante el vuelo de 84 días.

Pero esta es precisamente la verdad principal e inmutable de los vuelos espaciales, cada segundo de vuelo es impredecible y requiere atención constante y trabajo duro por parte de los astronautas. Así que esta vez, el trabajo comenzó con regularidad, con calma. La primera etapa funcionó bien. Ha ganado con precisión y según el programa el segundo. Y aquí está: 261 segundos, cuando se suponía que ocurriría la separación de la segunda etapa. Sin embargo, en lugar de la separación esperada, una sirena rugió en el barco y la señal roja "Accidente del portaaviones" brilló de manera alarmante. El sistema de rescate de emergencia entró en acción de inmediato. Y la tripulación por primera vez, no por su propia voluntad, tuvo que probar su desempeño en sí mismos, quedando completamente a merced de salvar la automatización. La tripulación solo podía esperar.

El motor del cohete de emergencia llevó a un lado el vehículo de reentrada con la tripulación, y rápidamente se dirigieron a la Tierra. Las cargas G en el momento pico alcanzaron las unidades 20, y la tripulación solo podía adivinar a dónde iban: a Altai o a China. No quería ir a China.

Se produjo un aterrizaje de emergencia en la ladera de una montaña cubierta de nieve. El vehículo de regreso se estiró un poco y se detuvo. V. Lazarev disparó un hilo de paracaídas, pero no tenía prisa por llevar a cabo esta operación con el segundo. Aunque las instrucciones eran para hacerlo. Se asumió que si los hilos no se disparaban de inmediato, entonces, en presencia de un fuerte viento en el campo, el barco podría arrastrarse con fuerza y ​​​​durante mucho tiempo sobre el área, y esto era doloroso e inseguro. Pero Lazarev no conocía la situación alrededor del barco y, como aconsejaron los instructores experimentados, no tenía prisa.

Lazarev salió disparado por la escotilla de salida y miró hacia afuera. El dispositivo se mantuvo en la ladera de una montaña desnuda con la ayuda de un paracaídas, cuya cúpula se enganchó en un solo árbol. Y abajo, a unos metros de distancia, comenzaba un acantilado. Si hubiera disparado la segunda hebra, los cosmonautas habrían caído al abismo junto con el aparato.

La tripulación abandonó con cuidado el vehículo de regreso, que sin embargo descendió unos centímetros por sus movimientos. Intentamos calentar. En la nieve, que llegaba a la altura del pecho, apenas se recogían ramas sobre una pequeña hoguera. Sí, y tuvo que encenderse con la ayuda de hojas en blanco, de un libro de registro que nadie más necesitaba.

El accidente ocurrió al mediodía, pero solo a las diez de la noche, hora de Moscú, fueron descubiertos por un avión de búsqueda, luego apareció un helicóptero. Sin embargo, no había manera de retirar ni a la tripulación ni al vehículo de regreso. Tiraron ocho paquetes y solo uno pudieron encontrar.

Recién a las cinco de la mañana llegó el helicóptero MI-8, que llevó a bordo a la tripulación, ya los pocos días pudieron evacuar el vehículo de regreso del lugar de aterrizaje.

Entonces, sin comenzar, terminó este vuelo, que no presagiaba ninguna dificultad. Por primera vez, los cosmonautas recibieron órdenes en lugar del título de Héroes, y no hubo lugar en la crónica espacial oficial sobre su lanzamiento.

Pero la estación Salyut-4 continuó volando, el programa no se canceló y dos semanas después, la tripulación de reserva fue al espacio: P. Klimuk y V. Sevastyanov. Así que inesperadamente, inesperadamente, ambos cosmonautas terminaron nuevamente en el espacio, salvando el prestigio de la cosmonáutica soviética antes del próximo vuelo soviético-estadounidense en julio de 1975, y una vez más superando la barrera psicológica de un lanzamiento anterior fallido.

Solo unos años más tarde, en la crónica de los vuelos espaciales, el lanzamiento de Lazarev con Makarov se registró como el vuelo de la nave espacial Soyuz-18.

A lo dicho sólo hay que añadir algunos detalles, que sin embargo caracterizan tanto a los cosmonautas como a quienes aseguraron su vuelo.

La tripulación ya estaba aterrizando en las montañas en caso de emergencia, y los operadores de telemetría en el MCC continuaron informando solemnemente por la radio en la sala de demostración: “300 centésimas de segundo del vuelo. El vuelo va bien. Los parámetros de vuelo son normales".

Cuando se descubrió el accidente, el pánico fue decente. Teniendo en cuenta que el vehículo de regreso podría aterrizar en China, se alertó a la división aerotransportada para que, de ser necesario, bloqueara el lugar de aterrizaje, evacuara a la tripulación y se autoevacuara. Y, gracias a Dios, que todo esto no fue necesario.

Y la propia tripulación, al correr a lo largo de la trayectoria de emergencia, verdaderamente “en ruso”, a todo pulmón y a través de una comunicación abierta, dio características a todos los involucrados. Podría citarlos textualmente, pero creo que todo el mundo conoce este vocabulario. Todo el mundo escuchó esto, y durante mucho tiempo después se "ordenaron" viajes de negocios al extranjero para Lazarev y Makarov.

V. Lazarev nunca pudo restaurar su forma anterior después del lanzamiento y no volvió al espacio. Y Makarov logró superarse a sí mismo y volvió al espacio.

Digo esto porque se habló mucho sobre lo difícil que es entrar en un vuelo espacial, hay mucha competencia, etc. Todo esto es cierto, pero para aquellos que vuelan por primera vez. Para aquellos que han estado en el espacio, todo lo demás depende en gran medida sólo de sí mismo. Si quiere volar, llegará bastante rápido. Si no quiere, encontrará un motivo o una llaga médica. Nunca volaron al espacio después de los acoplamientos fallidos de Zudov con Rozhdestvensky, Sarafanov con Demin. No pudo superarse a sí mismo después del fracaso y N. Rukavishnikov.

Pero los destinos profesionales de los cosmonautas V. Titov y G. Strekalov pueden ser un excelente ejemplo de perseverancia para lograr el objetivo. Su situación estresante también se asoció con un lanzamiento fallido en septiembre de 1983, cuando, en contra de su voluntad, volvieron a probar el sistema de rescate directamente en la plataforma de lanzamiento. No recibieron premios, la prensa no escribió sobre ellos. Así era en aquellos días. Pudieron superarse a sí mismos y volar al espacio nuevamente en el futuro.

Además. V. Titov trabajó en la estación Mir durante todo un año. Y fue él, uno de los primeros, a quien se le encomendó representar a Rusia en una de las tripulaciones del transbordador espacial estadounidense.

El proceso de puesta en órbita se lleva a cabo de la siguiente manera. La nave espacial en la posición inicial está ubicada en la parte delantera del vehículo de lanzamiento y está cerrada por carenados protectores. El astronauta está estrechamente separado por ellos del mundo exterior y puede juzgar lo que sucede solo por los sonidos y las indicaciones de los instrumentos. Hay una conexión de televisión.

Durante el lanzamiento, los motores de la primera y segunda etapa del vehículo de lanzamiento comienzan a funcionar. Al final del trabajo, la primera etapa se reinicia y la segunda continúa funcionando. La tercera etapa comienza después de la finalización de la segunda etapa. Después de completar la tercera etapa, la nave espacial ingresa a la órbita asignada y comienza el vuelo orbital en el modo normal.

Durante el funcionamiento de los motores, aumenta la sobrecarga, que desaparece por un corto tiempo solo en los momentos de transición de una etapa a otra. Los astronautas sienten esta sobrecarga, comparándola con un carro que conduce sobre un pavimento de adoquines.

Tras la desaparición definitiva de la sobrecarga y el inicio de la ingravidez, que se manifiesta al entrar en órbita, muchos astronautas perciben el propio proceso de transición de un estado a otro de formas diferentes. Algunos parecen haberse puesto boca abajo y todos los objetos les parecen boca abajo, aunque en realidad los astronautas mantuvieron su posición en sus sillas. Para otros astronautas, parece que se están cayendo rápidamente. También son posibles varias otras opciones.Este estado de desorientación no dura mucho tiempo y la percepción de la realidad tal como es se restaura rápidamente.

Sin embargo, muchos cosmonautas no observaron en absoluto una percepción distorsionada de la realidad. Y, probablemente, son las personas con tal reacción a la ingravidez las que deberían convertirse en astronautas. Esta cualidad de los futuros cosmonautas se pone a prueba durante los vuelos de ingravidez de corta duración en aviones, que son parte integral de la compleja y difícil preparación de los cosmonautas para cada vuelo.

El vehículo de lanzamiento se controla automáticamente durante la fase de lanzamiento. Es difícil para una persona evaluar la situación en una fracción de segundo y realizar las acciones de control necesarias. El astronauta solo puede emitir comandos individuales en caso de emergencia.

Por un lado, es más fácil para un astronauta trabajar en tales circunstancias; por otro lado, psicológicamente es más difícil. Una persona está acostumbrada a trabajar duro en una situación difícil, actuar y, por lo tanto, superar una situación estresante repentina con menos pérdidas.

Durante el lanzamiento, el astronauta se encuentra en una posición semirrecostada, y esto se debe a numerosos experimentos para estudiar la capacidad de una persona para soportar las sobrecargas que inevitablemente están presentes durante el lanzamiento. Además, en el caso de un lanzamiento normal (regular), el astronauta experimenta una sobrecarga de 2 a 3 unidades, lo que para una persona capacitada no presenta ninguna dificultad particular. Sin embargo, en caso de emergencia, la sobrecarga puede aumentar instantáneamente a 18-20 unidades. Y aquí ya las personas sanas ordinarias no lo hacen bien. Se requiere una preparación especial y minuciosa para enfrentar estos factores desfavorables. Y los astronautas se están preparando. Cuidadosa y persistentemente.

La capacidad de trabajar en condiciones de sobrecargas significativas se desarrolla en los astronautas girando una centrífuga, que al principio los astronautas incluso llamaron: "rueda de la fortuna". Sin embargo, en principio, cada persona, incluso un niño, experimentó una ligera sobrecarga de manera imperceptible. Mientras viaja en un carrusel, cuando todos esperan con gran expectación que alguna fuerza está a punto de tirarlo de su silla y una persona instintivamente se agarra a los rieles del asiento, en un automóvil, autobús, avión que está acelerando bruscamente su movimiento durante el despegue. O una frenada brusca. Hay moretones y golpes, risas y hasta insultos al conductor del vehículo, pero, en general, la gente está acostumbrada a este tipo de situaciones y no les presta mucha atención. Y ciertamente nadie piensa en el hecho de que estos fenómenos hablan directamente de la interdependencia del Hombre y el Universo, de las sensaciones de un astronauta al principio.

Los cosmonautas durante el entrenamiento en una centrífuga están sujetos a sobrecargas de hasta 8 unidades, es decir, su propio peso en un momento determinado aumenta 8 veces. Para una persona promedio que pesa 60 kilogramos, esto significa que un peso de 480 kilogramos ya está presionando su cuerpo. ¡Casi media tonelada! Todos pueden evaluar sus capacidades para dicho entrenamiento.

En algunos casos, cuando se realizan estudios especiales con la participación de astronautas, la sobrecarga durante la rotación alcanza las 15 unidades. Es por eso que la preparación para la rotación y la rotación en sí misma para los astronautas es un asunto extremadamente serio, que no permite desviarse de las recomendaciones de científicos y especialistas.

Una gran variedad de sensores médicos y dispositivos especiales ayudan a los gerentes a verificar objetivamente la condición física de un astronauta antes del entrenamiento. En general, cada persona puede controlarse muy conscientemente el efecto de una pequeña sobrecarga, o más precisamente, el efecto de la fuerza centrífuga. Para hacer esto, basta con dibujar un pequeño círculo en el suelo, y luego, primero lentamente, y luego cada vez más rápido, comenzar a correr a lo largo de él. Ciertamente, este no es un carrusel con tracción mecánica, y hasta cierto punto, una persona prácticamente no sentirá nada. Sin embargo, al aumentar la velocidad de carrera, una persona comienza a sentir que se le hace cada vez más difícil mantenerse dentro del círculo. Incluso tienes que inclinarte hacia el interior del círculo. De lo contrario, el aumento de la fuerza centrífuga empujará inevitablemente a la persona fuera del círculo. La fuerza de su peso y la fuerza de adherencia de las suelas al suelo ya no es suficiente para equilibrar la fuerza centrífuga aumentada o simplemente la sobrecarga, si tomamos esta fuerza en relación con el peso de una persona u objeto.

La sobrecarga puede actuar sobre una persona en las direcciones: pecho-espalda, espalda-pecho, cabeza-pelvis, pelvis-cabeza, izquierda o derecha. Los experimentos han demostrado que una persona soporta mejor una sobrecarga si actúa sobre él en la dirección del pecho hacia atrás, el cuerpo se inclina hacia adelante entre 10 y 15 grados y las piernas están dobladas por las rodillas, como si estuviera sentado. .

Es precisamente esta posición la que ocupan los astronautas en las naves espaciales en el momento del lanzamiento. El cohete se encuentra verticalmente, y el astronauta, en relación con la tierra, se acuesta boca arriba en un cierto ángulo, en una silla especial.

La silla del astronauta está hecha con una tecnología especial y repite todas las protuberancias e irregularidades del cuerpo del astronauta. Esto, como muestra la experiencia, ayuda en gran medida a los astronautas a resistir incluso sobrecargas muy grandes sin lesiones ni daños.

La persona más mala tolera la sobrecarga en el sentido cabeza-pelvis, y especialmente en el sentido pelvis-cabeza. Bajo la acción de estas sobrecargas, ya en 2,5 unidades, una persona prácticamente no puede ponerse de pie. Si la sobrecarga aumenta a 3,5 unidades, aparece un velo gris frente a los ojos de la persona, es difícil sostener su cabeza, sus mejillas comienzan a ceder, la respiración es difícil. Una sobrecarga de 5 unidades durante unos segundos puede provocar una pérdida repentina del conocimiento.

Es curioso que el efecto de sobrecarga en dirección pelvis-cabeza pueda ser igual a cero en el momento en que equilibra la fuerza de la gravedad terrestre, es decir, teóricamente, como si se instaurara la ingravidez. Y todos, en principio, pueden experimentar tal sobrecarga con elementos de ingravidez: un aumento de la presión arterial en los vasos del cerebro. Para hacer esto, simplemente cuélguese de la barra transversal de gimnasia con la cabeza hacia abajo o haga una parada de cabeza. Cuanto más tiempo esté flotando o de pie, más completa será la sensación de la influencia de la ingravidez y... la sobrecarga en una unidad.

Por cierto. Antes del lanzamiento, los astronautas entrenan en una tabla inclinada con la cabeza hacia abajo. El ángulo de la tabla se ajusta gradualmente, aumentando el impacto.

Cada persona puede construir una centrífuga elemental. Para hacer esto, simplemente tome una cuerda, ate un objeto pesado a un extremo, agarre el otro extremo de la cuerda con las manos y gírelo sobre usted. Es seguro decir que la mayoría de los niños en la infancia fueron diseñadores de varias opciones de centrífugas.

El Centro de Entrenamiento de Cosmonautas dispone de dos centrífugas para entrenamiento, respectivamente, con brazo de rotación de 7 y 18 metros. A la misma velocidad de rotación, una centrífuga con un brazo grande creará una gran sobrecarga.

Los experimentos muestran que las rotaciones regulares de la centrífuga aumentan significativamente la capacidad del cuerpo humano para resistir los efectos adversos incluso de sobrecargas muy grandes. La experiencia de dos lanzamientos de emergencia confirmó esta conclusión.

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