Космический корабль готовится к посадке на поверхность земли что надо сделать
Обновлено: 19.09.2024
Введение
Сразу стоит оговориться, что организация пилотируемого полета довольно сильно отличается от беспилотных миссий, но в любом случае все работы по проведению динамических операций в космосе можно разделить на два этапа: проектный и оперативный, только в случае пилотируемых миссий эти этапы, как правило, занимают значительно больше времени. В этой статье я буду в основном затрагивать оперативную часть, так как работы по баллистическому проектированию спуска ведутся непрерывно и включают в себя различные исследования по оптимизации всевозможных факторов, влияющих на безопасность и комфорт экипажа при посадке. Итак, начнем.
За 40 суток
Проводятся первые прикидочные расчеты спуска с целью определения районов посадки. Зачем это делается? В настоящее время штатный управляемый спуск российских кораблей может производиться только в 13 фиксированных районов посадки, расположенных в Республике Казахстан. Этот факт накладывает массу ограничений, связанных в первую очередь с необходимостью предварительного согласования с нашими иностранными партнерами всех динамических операций. Основные сложности возникают при посадке осенью и весной – это связано с сельскохозяйственными работами в районах посадки. Этот факт необходимо учитывать, ведь кроме обеспечения безопасности экипажа, необходимо также обеспечивать безопасность местного населения и поисково-спасательной службы (ПСС). Помимо штатных районов посадки, существуют еще области посадки при срыве на баллистический спуск, которые также должны быть пригодны для приземления.
За 10 суток
За 1 сутки
Окончательно уточняется траектория спуска с учетом последних измерений положения МКС, а также прогноза ветровой обстановки в основном и резервных районах посадки. Это необходимо делать из-за того что на высоте порядка 10км раскрывается парашютная система. К этому моменту времени система управления спуском уже сделала свою работу и никак скорректировать траекторию не может. По-сути, на аппарат действует только ветровой снос, который нельзя не учитывать. На рисунке ниже показан один из вариантов моделирования ветрового сноса. Как видно после ввода парашюта траектория сильно меняется. Ветровой снос иногда может составлять до 80% от допустимого радиуса круга рассеивания, поэтому точность метеопрогноза очень важна.
На Земле за месяц до предполагаемой посадки начинают активно к ней готовиться. А весь процесс занимает всего 3,5 часа.
Тренировка и последние приготовления
За 5-7 дней до дня посадки экипаж проводит финальную тренировку вместе с инструктором, который находится на Земле. Тренировка длится 3-4 часа, космонавты вместе с инструкторами освежают в памяти все, что учили во время подготовки, и прорабатывают разные планы посадки, в том числе при возникновении внештатных ситуаций.
После этого экипаж проводит тестирование корабля и начинает укладывать грузы, которые нужно вернуть на Землю.
В день возвращения экипаж корабля прощается с коллегами и закрывает люк, отделяющий бытовой отсек корабля от станции. Люк тщательно проверяют, чтобы не случилось разгерметизации. Члены экипажа надевают скафандры и спускаются в специальный бортовой отсек, где и будут находиться до возвращения на Землю.
Расстыковка с МКС и вхождение в атмосферу
После расстыковки Центр управления полетов закладывает в бортовой компьютер данные, необходимые для автономного запуска. Экипаж ведет связь с землей и проверяет эти данные. Когда экипаж отходит от станции на достаточное расстояние, он включает тормозные двигатели.
Примерно за 30 минут до посадки, еще до вхождения в атмосферные слои Земли, корабль разделяется на три части: бытовой отсек, спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек. Спускаемый аппарат безопасно возвращается на Землю, оставшиеся сгорают в атмосфере.
Для некоторых космонавтов вхождение в атмосферу является одним из самых сложных этапов.
Приземление на парашютах
После вхождение в атмосферу над аппаратом автоматически раскрываются два парашюта - сначала затяжной, потом основной. Они снижают скорость корабля до 20 км/ч также для мягкой посадки. На высоте около 5,5 км над землей корабль отстреливает свой теплозащитный экран, который до этого позволял ему не сгореть в слоях атмосферы. Также из баков капсулы сбрасывается топливо и кислород, чтобы снизить риск взрыва при ударе о землю.
Начиная с высоты 450 метров над землей космонавтам нельзя разговаривать, чтобы не откусить себе язык и не сломать челюсть во время посадки. После посадки командир экипажа отсоединяет парашют от аппарата, чтобы при сильном ветре аппарат не не волочило по земле.
После посадки рядом с кораблем приземляются вертолеты, и спасатели помогают экипажу выбраться наружу. Космонавтов тут же осматривают врачи, измеряют пульс и давление.
Космонавт Лазуткин Александр после приземления, 1997 г
По его же словам, космонавтам по возвращению на Землю лучше не делать резких движений.
Первый сон на Земле
В первые дни после приземления космонавты сдают медицинские тесты, результаты которых учитываются при следующих полетах, поэтому ни в коем случае нельзя есть вредную еду и употреблять алкоголь, рассказывает Сергей Крикалев, которого отправляли на МКС шесть раз, всего он в космосе пробыл 803 дня.
По его словам, космические привычки, к примеру, перекидывать предметы, а не передавать из рук в руки, быстро забываются, однако засыпать в первую ночь все равно непривычно.
Также Крикалев утверждает, что даже после долгих дней пребывания на МКС в тесном кругу других космонавтов, по возвращении домой они не прекращают общаться, и дружба между космонавтами остается на долгие годы.
Космическая гонка во времена "холодной войны" подразделялась на множество этапов: освоение верхних слоев атмосферы и изучение влияния их факторов на живой организм, запуск искусственного спутника Земли, первые полеты человека в космос, лунная гонка. Долгое время Советскому Союзу удавалось удерживать первенство в этом соперничестве, но попытки изучения и освоения Луны оказались мероприятием совершенно иных масштабов.
И тем не менее наша страна включилась в лунную программу. Программа пилотируемых полетов к Луне экипажей советских космонавтов по секретному постановлению ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 258 от 3 августа 1964 г. "О работах по исследованию Луны и космического пространства" 1 включала в себя два направления:
1) облет Луны человеком "на пилотируемом космическом корабле с возвращением и посадкой на Землю" 2 в 1966 - первом полугодии 1967 гг.;
2) высадка экипажа из космонавтов на Луну в 1967-1968 гг. также с последующим возвращением на Землю.
Но работа по лунной программе началась задолго до выхода этого постановления. В разработке автоматических аппаратов, "предназначенных для посадки на Луну и проведения широкого круга экспериментов по изучению Луны" 3 , под руководством Особого Конструкторского Бюро (ОКБ-1) активное участие принимало ОКБ-586, позже получившее название "Южное" (г. Днепропетровск, Украинская ССР). В рамках программы Е-6, предусматривавшей осуществление мягкой посадки автоматической станции на Луну, "Южное" запросило у ученых Академии наук СССР 4 материалы о характере рельефа Луны и строении ее поверхности в равнинных и горных районах.
В том же 1964 г. к решению вопроса об имитации лунного грунта (опять же, под руководством ОКБ-1) подключился Научно-исследовательский институт камня и силикатов Госстроя СССР 5 (г. Ереван, Армянская ССР), взяв на себя обязанности по подбору камня и созданию аналога лунного грунта на основе вулканических горных пород 6 . Но из-за недостатка на тот период (март 1964 г.) "ясности вопроса о природе поверхности Луны" 7 , Междуведомственный научно-технический совет по космическим исследованиям (МНТС по КИ) при АН СССР ограничил деятельность армянских ученых. Ученые и конструкторы оказались в некоем замкнутом круге: для создания автоматической станции необходимы были данные о рельефе места посадки, а чтобы получить данные об этом рельефе - требовалась мягкая посадка автоматической станции на Луну.
Срочно требуется лунодром!
В 1965 г. главный конструктор головного предприятия - ОКБ-1 - Сергей Павлович Королев перебросил работы по подготовке автоматических аппаратов с ОКБ-586 на ОКБ им. С.А. Лавочкина (г. Химки, Московская область), которым на тот момент руководил Георгий Николаевич Бабакин. И если ранее по программе Е-6 было совершено более десяти неудачных запусков, то именно благодаря команде Бабакина автоматическая станция "Луна-9" в феврале 1966 г. все же осуществила мягкую посадку на Луну и передала на Землю долгожданные панорамные снимки лунного рельефа. До этого ученые знали о поверхности Луны только то, что могли наблюдать с поверхности Земли "при помощи оптических, радиоастрономических и радиолокационных средств" 8 .
Теперь, когда у ученых в 1966 г. появились сведения о поверхности Луны, а к 1967 г. были окончательно сформированы группы космонавтов, проходивших подготовку по лунно-облетной и лунно-посадочной программам, имитатор лунной поверхности требовался особенно остро. В 1967 г. встал вопрос о поиске площадки для создания такового имитатора лунного рельефа - лунодрома.
Испытания ходовой части планетохода "Луноход-I" в наземных условиях, имитирующих лунный грунт, на лунодроме Центра дальней космической связи. Крым. 22 ноября 1970 г. Фото: ТАСС
Характеристики
В конце 1960-х годов для качественной подготовки к освоению Луны необходимо было как минимум два лунодрома: общесоюзный с функциями научно-исследовательского центра и тренировочный полигон-площадка на территории Центра подготовки космонавтов ВВС (ЦПК).
На базе полигона общесоюзного значения планировалось производить испытания систем взлета и посадки, средств перемещения по лунной поверхности, отработать технологию постройки лунных баз и обеспечить подготовку лунных экипажей космонавтов.
Чтобы определиться с местом, в котором можно было бы устроить столь глобальное начинание, требовалось понять основные характеристики, предъявляемые к лунодрому. Так, его территория должна была имитировать не только поверхность Луны, но и поверхность других планет, в первую очередь Венеры. Тогда ученые пытались работать на перспективу. Также они полагали, что 70 процентов Луны покрывали породы, схожие с земными базальтами, потому нужна была площадка с выходами на поверхность базальтовых пород. Это дало бы возможность провести ряд исследований: от испытаний установок по переработке пород лунной поверхности с целью извлечения из них воды или кислорода до возведения "лунных" зданий, дорог и даже взлетно-посадочных площадок.
Рельеф местности будущего лунодрома должен был максимально совпадать с предполагаемым местом посадки на Луне и местом строительства будущей лунной базы, что позволило бы сократить затраты и время на строительство. Важно также, чтоб лунодром располагался в местности со значительным преобладанием солнечных дней (не менее 250-270 дней в году) и с максимальными значениями солнечной радиации, близкими к значениям солнечной радиации в космосе и на Луне. Это позволило бы изучить световое давление "на долгоживущие спутники и космические межпланетные корабли" 10 . Минимальная сейсмичность - не более 1 балла - гарантировала бы сохранность сооружений 11 .
Структура
Кроме научных требований, важный фактор - транспортная и прочая инфраструктура вблизи будущей площадки - наличие линий электропередачи, крупных городов, относительно близкое расположение железнодорожных и автомобильных путей. Соблюдение этих условий существенно сократило бы расходы и упростило бы поиск трудовых ресурсов.
По своей структуре будущий лунодром должен был включать:
- собственно полигон, оборудованный барокамерами, установками облегчения веса, солнечными концентратами и прочим. В свою очередь, полигон планировалось разделить на два участка. Первый - с установкой "стационарного сооружения для уменьшения посадочного веса на 5/6 с целью отработки систем посадки и взлета, проверки прочностных характеристик, работоспособности систем амортизации и т.д." 12 (размером 100 на 200 метров). Второй - для комплексной проверки систем посадки и совершения горизонтальных маневров на лунной поверхности, с тремя зонами, разными по рельефу (плоская площадка, площадка с постоянной крутизной и площадка с переменной крутизной), общим размером не менее 1 на 1,5 километра;
- группу научно-исследовательских лабораторий;
- конструкторское бюро, одна часть конструкторов которого проводила бы разработку испытательного оборудования, а другая занималась "конструированием собственных средств для запуска" 13 ;
- опытное производство, способное изготавливать оборудование для нужд полигона и машины, механизмы для проведения испытаний;
- другие вспомогательные подразделения, в том числе криогенная станция по производству жидкого азота и гелия.
В структуру государственной промышленности будущий лунодром планировалось вписать как самостоятельное научно-исследовательское или опытно-конструкторское предприятие, подчиненное Министерству общей промышленности СССР.
Выбор места
По предъявленным требованиям наиболее благоприятными считались предгорные и нагорные участки Восточной или Среднеазиатской части СССР. Институт электроники Академии наук Узбекской ССР, который был своеобразной площадкой лунных инноваций, совместно с Институтом геологии и геофизики УзССР предложили для строительства два участка в Ташкентской области: возле поселка Невич Верхнечирчикского района и у поселка Аурахмат Орджоникидзевского района. Но второй вариант абсолютно не соответствовал необходимым требованиям и, скорее всего, просто выдвигался в качестве альтернативы.
Но немногим более привлекательным являлся и участок возле поселка Невич, который располагал площадками, сложенными из палеобазальта - породы, близкой по структуре к лунному грунту. Естественная величина этих площадок - 1 на 1,5 километра - была на первый взгляд приемлемой для предполагаемых лунных маневров. Но, чтобы получить к ним доступ, потребовалось бы снять слой почвы (от полуметра до 10 метров) и искусственно создать профиль лунной поверхности, обработав верхний слой пород "для создания шлакового покрытия нужной толщины" 14 . Картину недостатков дополняла повышенная сейсмичность территории, способная достигать 8 баллов, а это вело бы к дополнительным вложениям в строительство.
Тем не менее холмистая местность, 270 солнечных дней в году и удобная транспортная доступность: 6 км от автомагистрали "Ташкент - Ангрен", 50 км от железнодорожной станции Чигирик, 60-70 км до Ташкента и 6 км до линии Среднеазиатской энергетической системы, - "голосовали" за строительство лунодрома в этом месте.
Техническое задание
С 8 по 12 декабря 1967 г. в Ташкенте прошло совещание с солидным представительством, участники которого пришли к общему мнению о целесообразности строительства лунодрома в Невиче. Было понятно, что такой крупный проект, даже если и получит поддержку наверху, реализуется небыстро. А экипажи космонавтов уже проходили подготовку к будущим лунным экспедициям, и им крайне необходима была специально оборудованная "лунная" тренировочная площадка хотя бы размерами 100 на 100 метров. И ее начали готовить в ЦПК с 1966 года.
Техническим заданием предполагалось, что будущий малый лунодром должен представлять собой три небольших площадки с базальтовым грунтом, размерами 20 на 20 м каждая, а именно:
- плоская площадка, с отдельными небольшими камнями;
- наклонная площадка с крутизной до 15 градусов, с небольшими лунками и кратерами до 3 метров в диаметре и до 1 метра в глубину;
- площадка с переменной крутизной (до 20 градусов) и кратерами около 7 метров в диаметре и 2,5 метра в глубину 15 .
_t_310x206.jpg)
Для снижения земной гравитации и имитации гравитации лунной, полигон необходимо было обеспечить "специальными установками для уменьшения веса на 5/6" 16 . Даже к освещению на площадках предъявлялись повышенные требования 17 - оно должно было соответствовать освещению на поверхности Луны, для этого осветительные приборы собирались оборудовать специальными источниками света, со средней освещенностью поверхности в радиусе 5 метров - 10 000 люксов 18 .
При проведении тренировок на таком лунодроме космонавты без отрыва от остальных видов подготовки могли бы овладеть навыками по выходу и входу в корабль после прилунения, передвижению по лунной поверхности в спецснаряжении, по строительству лунных баз.
Но увы. На заседании 14 марта 1968 г. Комиссия по оснащению ЦПК тренажерными средствами под председательством генерал-майора авиации Леонида Ивановича Горегляда сочла строительство лунодрома с тремя площадками нецелесообразным. Для проведения тренировок в ЦПК комиссия оставила возможность сооружения лишь одной площадки, "имитирующей лунную поверхность, на которой можно было бы отрабатывать отдельные элементы действий космонавтов в лунной экспедиции" 19 .
Утрата интереса
Однако в итоге ни под Ташкентом, ни в Центре подготовки космонавтов никаких лунодромов так и не построили. Небольшой лунный полигон к сентябрю 1968 г. вместо предместий Ташкента оборудовали на базе Наземного измерительного пункта № 10 (НИП-10), или Симферопольского Центра дальней космической связи (ЦДКС) в пос. Школьном (недалеко от г. Симферополя) Крымской области Украинской ССР. Размерами он был с футбольное поле, 70 на 120 метров, "с рельефом, идентичным лунному: с углублениями, кратерами, разломами, россыпью камней различной величины" 20 .
Вместо изначально запланированных базальтовых горных пород, поверхность Крымского лунодрома покрыли ракушечником, и так как мощных выходов породы на территории НИПа не было, на нем отрабатывали только движения луноходов, а о строительстве прототипов лунных баз речи уже не шло. Сейсмичность региона также была далека от идеальной: вместо 1 балла она составляла от 5 до 8 баллов. Там же построили пункт управления луноходами (ПУЛ) для управления лунными космическими аппаратами в режиме реального времени.
В привычной для советской космонавтики манере ставка была сделана снова в пользу автоматических аппаратов, а не подготовки пилотируемого прилунения - лунодром использовался для отработки конструкции самоходных луноходов и навыков дистанционного управления ими у двух экипажей операторов 21 .
Аналогично, вместо небольшой площадки в ЦПК, малый лунодром с кратерами и трещинами расположился. в одном из ангаров ОКБ им. С.А. Лавочкина, в котором отрабатывались детали движения лунного транспорта 22 .
Большинство лунных проектов 23 остались нереализованными после высадки американцев на Луну в июле 1969 года: "Политбюро ЦК КПСС и лично сам Генеральный секретарь Л.И. Брежнев потеряли всякий интерес к лунной затее" 24 . В самом конце 1960-х годов космическая программа спешно перестроилась с лунной гонки на перспективу создания долговременных орбитальных станций.
* Исследование выполнено в рамках гранта президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук, проект МК-1745.2021.2.
1. Советский космос. Специальное издание к 50-летию полета Юрия Гагарина. М.: Вестник Архива Президента РФ, 2011. С. 599-602.
3. Российский государственный архив научно-технической документации (РГАНТД). Ф. 213. Оп. 6-6. Д. 58. Л. 60.
5. Далее - НИИ камня.
6. РГАНТД. Ф. 213. Оп. 6-6. Д. 58. Л. 118.
8. РГАНТД. Ф. 213. Оп. 6-6. Д. 59. Л. 71.
9. Beattie Donald A. Taking science to the Moon: lunar experiments and the Apollo Program. Baltimore and London: The Johns Hopkins University Press, 2001. P. 163.
10. РГАНТД. Ф. 1. Оп. 3-6. Д. 33. Л. 10.
13. РГАНТД. Ф. 1. Оп. 3-6. Д. 33. Л. 20.
15. РГАНТД. Ф. 1. Оп. 3-6. Д. 33. Л. 64-69.
16. РГАНТД. Ф. 1. Оп. 3-6. Д. 33. Л. 66.
18. Единица измерения освещенности.
19. РГАНТД. Ф. 1. Оп. 3-6. Д. 33. Л. 78.
20. Долинин А.И. Они видели восход Солнца на Луне // Красная звезда. 2018. N 22. С. 8.
22. Довгань В.Г. Лунная одиссея отечественной космонавтики. От "Мечты" к луноходам. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2015. С. 139.
23. Подр.: Славин С.Н. Тайны военной космонавтики. М.: Вече, 2013. С. 260-264.
Во-первых, сам процесс расстыковки — на него уходит время. Перед отправкой на Землю закрываются переходные люки. Очень важны такие параметры, как импульс отстыковки и его направление. Они просчитываются заранее для того, чтобы корабль не столкнулся с МКС. Далее примерно два с половиной часа аппарат движется по направлению к Земле.
Примерно в 10 км от Земли раскрывается парашют. В завершение мы видим действие двигателей мягкой посадки, которые многие принимают за клубы пыли от мощного удара о поверхность. Далее к работе подключаются наземные службы, задача которых в кратчайшие сроки добраться до капсулы и вызволить оттуда членов экипажа.
Первый в истории космический киноэкипаж вернулся домой. Космонавт Олег Новицкий попросил встречать его с березовым соком, Юлия заказала торт, а Клим — шампанского! А что бы вы первым делом сделали после возвращения из космоса?
Юлия Пересильд и Клим Шипенко о том, когда больше всего волновались перед вылетом на МКС, что происходило в ракете во время старта, какие поручения командира они выполняли, как работали с камерой в невесомости, как праздновали день рождения Олега Новицкого, как засыпали в космосе и как космонавты помогали съемочной группе.
Юлия Пересильд, Клим Шипенко, Антон Шкаплеров, Олег Новицкий, Петр Дубров. Все последние дни их имена звучали повсюду — и в эфире, и в иностранных СМИ.
Актриса Юлия Пересильд и режиссер Клим Шипенко рады, что вернулись домой! Родные окружили их теплом и заботой. Будут ли наши герои скучать по космосу и чему он их научил?
Беспрецедентный проект: для съемок художественного фильма на МКС отправились актриса Юлия Пересильд и режиссер Клим Шипенко. Впервые в истории космические сцены для фильма были сняты не в павильоне, а на орбите! Как встречали экипаж на Земле — смотрите за 100 секунд.
После коротких полетов это обычно занимает около недели, после длительных, как у Олега Новицкого, который был на МКС больше полугода, чуть дольше.
Читайте также: