חללית על כל המגוון שלה היא הגאווה והדאגה של האנושות. ליצירתם קדמה היסטוריה בת מאות שנים של התפתחות המדע והטכנולוגיה. עידן החלל, שאפשר לאנשים להסתכל על העולם שבו הם חיים מבחוץ, העלה אותנו לשלב חדש של התפתחות. רקטה בחלל כיום היא לא חלום, אלא נושא לדאגה עבור מומחים מוסמכים ביותר העומדים בפני המשימה של שיפור הטכנולוגיות הקיימות. אילו סוגי חלליות נבדלים וכיצד הם שונים זה מזה יידונו במאמר.
הגדרה
Spacecraft הוא שם כללי לכל מכשיר שנועד לפעול בחלל. ישנן מספר אפשרויות לסיווגם. במקרה הפשוט ביותר, מבדילים בין חלליות מאוישות ואוטומטיות. הראשונים, בתורם, מחולקים לספינות חלל ותחנות. שונים ביכולות ובמטרות שלהם, הם דומים במובנים רבים מבחינת המבנה והציוד המשמש.
תכונות טיסה
כל חללית אחריהשיגור עובר שלושה שלבים עיקריים: שיגור למסלול, הטיסה בפועל ונחיתה. השלב הראשון כרוך בפיתוח על ידי המנגנון של המהירות הדרושה לכניסה לחלל החיצון. על מנת להיכנס למסלול, ערכו חייב להיות 7.9 קמ"ש. התגברות מוחלטת על כוח המשיכה של כדור הארץ כרוכה בפיתוח של מהירות קוסמית שנייה השווה ל-11.2 קמ"ש. כך נעה רקטה בחלל כשהמטרה שלה היא החלקים המרוחקים של חלל היקום.
לאחר השחרור ממשיכה, השלב השני מגיע. בתהליך הטיסה המסלולית, תנועת החלליות מתרחשת על ידי אינרציה, עקב התאוצה שניתנת להן. לבסוף, שלב הנחיתה כולל הפחתת מהירות הספינה, הלוויין או התחנה לכמעט אפס.
מילוי
כל חללית מצוידת בציוד שיתאים למשימות שהיא נועדה לפתור. עם זאת, הפער העיקרי קשור למה שנקרא ציוד מטרה, הדרוש רק לצורך קבלת נתונים ומחקרים מדעיים שונים. שאר הציוד של החללית דומה. הוא כולל את המערכות הבאות:
- אספקת אנרגיה - לרוב סוללות סולאריות או רדיואיזוטופים, סוללות כימיות, כורים גרעיניים מספקים לחלליות את האנרגיה הדרושה;
- תקשורת - מתבצעת באמצעות אות גלי רדיו, במרחק משמעותי מכדור הארץ, הצבעה מדויקת של האנטנה הופכת חשובה במיוחד;
- תמיכת חיים - המערכת אופיינית לחלליות מאוישות, הודות לה מתאפשרת לאנשים להישאר על הסיפון;
- אוריינטציה - כמו כל ספינות אחרות, חלליות מצוידות בציוד כדי לקבוע כל הזמן את מיקומן בחלל;
- motion - מנועי חללית מאפשרים לך לבצע שינויים במהירות הטיסה, כמו גם בכיוון שלה.
Classification
אחד הקריטריונים העיקריים לחלוקת חלליות לסוגים הוא אופן הפעולה שקובע את יכולותיהן. על בסיס זה, מכשירים מובחנים:
- ממוקם במסלול גיאוצנטרי, או לוויינים מלאכותיים של כדור הארץ;
- אלה שמטרתם לחקור אזורים מרוחקים בחלל - תחנות בין-פלנטריות אוטומטיות;
- משמשים להעברת אנשים או מטען הכרחי למסלול של הפלנטה שלנו, הם נקראים חלליות, יכולות להיות אוטומטיות או מאוישות;
- נועדו לשמור אנשים בחלל לתקופה ארוכה, אלו תחנות מסלוליות;
- עוסקים במשלוח של אנשים ומטענים ממסלול אל פני כדור הארץ, הם נקראים ירידה;
- מסוגל לחקור את כוכב הלכת, הממוקם ישירות על פני השטח שלו, ולנוע סביבו, אלו הם רוברים פלנטריים.
בואו נסתכל מקרוב על כמה סוגים.
AES (לווייני אדמה מלאכותיים)
כלי הרכב הראשונים ששוגרו לחלל היו מלאכותייםלוויינים של כדור הארץ. הפיזיקה והחוקים שלה הופכים שיגור כל מכשיר כזה למסלול למשימה מרתיעה. כל מכשיר חייב להתגבר על כוח המשיכה של הפלנטה ואז לא ליפול עליו. לשם כך, הלוויין צריך לנוע במהירות החלל הראשונה או קצת יותר מהר. מעל הפלנטה שלנו, גבול תחתון מותנה של מיקומו האפשרי של לוויין מלאכותי מובחן (עובר בגובה של 300 ק מ). מיקום קרוב יותר יוביל להאטה מהירה למדי של המכשיר בתנאים אטמוספריים.
בתחילה, רק רכבי שיגור יכלו להעביר לווייני כדור הארץ מלאכותיים למסלול. הפיזיקה, לעומת זאת, לא עומדת במקום, וכיום מפותחות שיטות חדשות. לכן, אחת השיטות בהן נעשה שימוש לעתים קרובות לאחרונה היא שיגור מלוויין אחר. יש תוכניות להשתמש גם באפשרויות אחרות.
מסלולי החללית המסתובבים סביב כדור הארץ יכולים להיות בגבהים שונים. מטבע הדברים, גם הזמן הנדרש למעגל אחד תלוי בכך. לוויינים עם תקופת מהפכה השווה ליום ממוקמים במסלול המכונה גיאוסטציונרי. הוא נחשב ליקר ביותר, מכיוון שהמכשירים הממוקמים עליו נראים נייחים עבור צופה ארצי, מה שאומר שאין צורך ליצור מנגנונים לאנטנות מסתובבות.
AMS (תחנות בין-כוכביות אוטומטיות)
מדענים מקבלים כמות עצומה של מידע על עצמים שונים של מערכת השמש באמצעות חלליות הנשלחות מחוץ למסלול הגיאוצנטרי. עצמים של AMS הם כוכבי לכת, ואסטרואידים, ושביטים, ואפילוגלקסיות זמינות לתצפית. המשימות המוגדרות עבור מכשירים כאלה דורשות ידע ומאמץ עצומים ממהנדסים וחוקרים. משימות AWS הן התגלמות הקידמה הטכנולוגית והן בו זמנית הגירוי שלה.
חללית מאוישת
כלי רכב שנועדו להעביר אנשים ליעד ייעודי ולהחזיר אותם בחזרה, במונחים טכנולוגיים, אינם נחותים בשום אופן מהסוגים המתוארים. ווסטוק-1, עליו ביצע יורי גגרין את טיסתו, שייך לסוג זה.
המשימה הקשה ביותר עבור היוצרים של חללית מאוישת היא להבטיח את שלומם של הצוות במהלך החזרה לכדור הארץ. כמו כן, חלק נכבד ממכשירים מסוג זה היא מערכת החילוץ החירום, שעלולה להיות נחוצה במהלך שיגור הספינה לחלל באמצעות רכב שיגור.
חלליות, כמו כל האסטרונאוטיקה, משתפרים ללא הרף. לאחרונה, ניתן היה לראות לעתים קרובות דיווחים בתקשורת על פעילות הגשושית של רוזטה והנחתת פילה. הם מגלמים את כל ההישגים האחרונים בתחום בניית ספינות חלל, חישוב תנועת המנגנון וכן הלאה. נחיתת הגשושית של פילה על כוכב שביט נחשבת לאירוע הדומה לטיסתו של גגרין. הדבר המעניין ביותר הוא שזה לא נתר האפשרויות של האנושות. אנחנו עדיין מחכים לתגליות והישגים חדשים הן מבחינת חקר החלל והן מבחינת בניית מטוסים.
