Большая энциклопедия техники
Шрифт:
Марсоход
Марсоход – космический аппарат, предназначенный для исследования поверхности планеты Марс.
В 1996—1997 гг. НАСА реализовывало космическую программу Mars Pathfinder по исследованию планеты Марс и ее поверхности. На поверхности работал марсоход Sojourner. В его задачи входило получение фотографий марсианской поверхности, проведение различных исследований, в том числе и метеорологических. Были изучены пробы грунта, при помощи спектрометра определялся состав пород. Запуск аппарата полной массой 895 кг и размерами 1,5 x 2,65 м состоялся при помощи ракеты-носителя «Дельта-2» 4 декабря 1996 г. Ровно через семь месяцев, 4 июля 1997 г., произошла высадка марсохода на поверхность. Несмотря на то что в самом начале произошла потеря радиосвязи, уже через некоторое время были получены первые данные этого уникального эксперимента. На Землю была передана марсианская метеорологическая сводка. Июльская температура воздуха
Работа аппарата полностью управлялась компьютером. Марсоход для передвижения по поверхности имел 6 колес, каждое из которых могло вращаться независимо от других, его ширина составляла чуть более полуметра, высота – около 30 см. Sojourner был оснащен лабораторией для определения химического состава грунта, несколькими телевизионными камерами и солнечной батареей площадью 0,2 м2.
Мощность батареи была рассчитана на работу аппарата по нескольку часов в день в пасмурную погоду. Помимо солнечной батареи для поддержания необходимой температуры электронного блока марсоход был снабжен тремя радиоизотопными элементами. В последний раз сеанс связи с аппаратом был произведен 27 сентября 1997 г., хотя вплоть до 7 октября аппарат отправлял сигналы, не содержащие данных. Всего за время эксперимента было сделано более 16 тыс. снимков камерой посадочного аппарата и около 550 снимков марсохода.
В настоящее время на поверхности планеты Марс работают два марсохода – Spirit и Opportunity. Оба были доставлены на поверхность Марса в январе 2004 г.
Марсоход Spirit оснащен буром, несколькими камерами, микроскопом, двумя спектрометрами и солнечными батареями, которые обеспечивают электроэнергию для питания бортовой аппаратуры. Масса составляет 185 кг. Марсоход оборудован сервоприводами, которые расположены на каждом из передних и задних колес. Поворот колес осуществляется при помощи специальных электромоторов.
Запуск был совершен 10 июня 2003 г., и уже 4 января 2004 г. марсоход совершил посадку на Марсе. Через 21 день к нему присоединился второй марсоход Opportunity. 9 марта 2004 г. в кратере Гусева были обнаружены доказательства, подтверждающие возможность наличия на красной планете жидкой воды.
Маршевый ракетный двигатель
Маршевый ракетный двигатель – основной двигатель ракеты, который позволяет разогнать ее до необходимой скорости, например до первой космической скорости.
Межпланетные станции
Межпланетные станции – космические аппараты, которые используются для полетов в космическом пространстве в целях его изучения.
Все межпланетные станции по принципу управления делятся на два типа: управляемые и автоматические межпланетные станции.
Комплектация станций осуществляется в зависимости от целей полета, но в обязательном порядке современные межпланетные станции комплектуются радио– и телекоммуникационными системами для передачи данных и различных изображений, которые станции непрерывно фиксируют и после обработки передают на Землю.
Ориентация станции в пространстве осуществляется системой астроориентации, помимо которой станция обязательно комплектуется ракетным двигателем, обеспечивающим возможность корректировки траектории во время полета (см. также «Автоматические межпланетные станции», «Космический корабль»).
Многоступенчатая ракета
Многоступенчатая ракета – ракета, которая состоит из двух и более ракетных ступеней.
Для создания большой ракеты конструкторы пошли по пути добавления и объединения нескольких отдельных ступеней. Каждая ступень снабжена индивидуальной двигательной установкой, системой управления и при необходимости другими дополнительными системами. Каждая из ступеней создана и оптимизирована для определенного участка траектории полета ракеты. После полного выгорания топлива в ступени происходит ее отбрасывание. Самая первая ступень, как правило, является самой мощной и тяжелой и используется для подъема ракета в плотных слоях атмосферы.
Существует несколько типов компоновки ступеней: последовательная, параллельная и комбинированная. Последовательная компоновка заключается в том, что запуск, работа и отделение ступени происходят лишь до запуска последующей.
На сегодняшний день большая часть военных и космических ракет является двух– и трехступенчатыми ракетами последовательной компоновки. Параллельная компоновка – это когда запуск и работа ступеней, которых может быть две и более, осуществляется одновременно. Ее применение обусловлено необходимостью получения дополнительного ускорения, тяги в плотных слоях атмосферы. Примером такой компоновки могут послужить ракетоносители американского «Шаттла» и российского «Союза». В них ускорители и двигатели основной ступени работают одновременно в течение первых нескольких минут полета и впоследствии отбрасываются. Уникальной является полутораступенчатая компоновка, используемая в американской ракете «Атлас», изначально разрабатываемой как баллистическая ракета и в дальнейшем нашедшей применение в исследованиях космического пространства. Ракета имеет два ускорителя, срабатывание которых происходит спустя несколько минут после старта, и маршевый двигатель. Подача топлива для ускорителей и маршевого двигателя происходит из общих топливных баков.
Мультимедийный купол (multimedia dome)
Мультимедийный купол (Multimedia Dome) – сферический купол, в котором человека, находящегося внутри, со всех сторон будет окружать изображение и звук.
Одним из самых совершенных на сегодняшний день признан мультимедийный купол, созданный немецкими инженерами Института компьютерной архитектуры и высоких технологий Фраунхофера и инженерами Института цифровых медиатехнологий Фраунхофера. Новинка была представлена в сентябре 2006 г. на международной выставке бытовой электроники в Берлине. Изображение формируется шестью видеопроекторами, которые управляются при помощи персональных компьютеров, пять из которых отвечают за формирование картинки по кругу и один используется для формирования картинки в зените. Изображение получается по всей поверхности купола, в том числе и над головой зрителя. Проекция настолько совершенна, что не заметны швы состыковки картинок, отсутствуют геометрические искажения. Создается полноценное ощущение пребывания в каком-либо месте, например в лесу на поляне или в центре мегаполиса в час пик. Качество звука многократно превосходит по реальности звук, получаемый в кинотеатрах. Столь высокого качества удалось добиться благодаря установленным громкоговорителям, которых насчитывается не менее сотни штук. С помощью такой звуковой системы можно обеспечить «передвижение» звука вслед за перемещениями зрителя. Эта технология хорошо описана писателями-фантастами. Подобные купола использовались на космических кораблях для проекции карты звездного неба и прокладки курса во многих фантастических рассказах.
В настоящее время космические технологии еще не достигли уровня, о котором так хорошо было написано в рассказах, но тем не менее в будущем мультимедийный купол или его последующие модификации смогут пригодиться при создании звездолетов, направляемых в далекие космические экспедиции.
Орбитальные станции
Орбитальные станции – космические аппараты, которые также могут быть либо пилотируемыми, либо работающими в автоматическом режиме. Эти космические аппараты рассчитаны на длительное пребывание на орбитах вокруг Земли, Луны и других планет.
На сегодняшний день актуальны два способа доставки орбитальных станций на орбиту: в собранном виде или монтаж в космосе после вывода на орбиту вокруг планеты. На орбитальных станциях при постоянном сотрудничестве ученых и космонавтов проводятся исследования планеты Земля и околоземного космического пространства, различные медико-биологические, физические эксперименты и другие работы. Первенство в запуске орбитальных станций снова оказалось за СССР. С 19 апреля по 11 октября 1971 г. находилась на орбите долговременная станция «Салют». Ее полет состоял из нескольких этапов. Первый этап заключался в совместном полете станции с кораблем «Союз-10». За время полета была проведена проверка работ усовершенствованных систем, которые должны были обеспечить стыковку и расстыковку корабля и станции, причаливание, сближение и безупречное выполнение многих других операций. Задачей второго этапа, который начался 6 июня, являлось проведение комплексных научно-технических и медико-биологических исследований. Основные медико-биологические исследования были направлены на выяснение возможностей длительного пребывания человеческого организма в полете. Эти исследования являлись крупным вкладом в дальнейшее развитие длительных орбитальных станций. 7 июня 1971 г. в 10 ч 45 мин космонавты Г. Т. Добровольский, В. Н. Волков и В. И. Панацаев стали первыми обитателями орбитальной научной станции. Так была решена первостепенная задача по доставке экипажа транспортными кораблями на борт орбитальных станций. Впервые с участием человека были проведены астрономические исследования при помощи астрофизической обсерватории «Орион». Продолжительность полета экипажа в корабле и на станции составила около 570 ч. С 1971 г. были запущены 7 орбитальных станций «Салют», орбитальная станция «Мир» (СССР) и орбитальная станция «Скайлэб» (США).