Выход на пенсию космического корабля
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Май 2024 г. ) |
Вывод из эксплуатации космического корабля означает вывод космического корабля из активной эксплуатации. Это может включать в себя увод космического корабля с орбиты , прекращение работы зондов, его пассивацию или потерю контакта с ним. Одним из ярких примеров выхода из эксплуатации космического корабля является выход из эксплуатации «Кассини» в 2017 году . [ 1 ] [ 2 ]
История
[ редактировать ]Первым космическим кораблем, который был выведен из эксплуатации, был советский зонд « Спутник-1» . Запущенный в 1957 году, Спутник-1 завершил свою миссию, когда он естественным образом сошел с орбиты из-за сопротивления атмосферы примерно через три месяца на орбите, совершив в общей сложности 1440 витков вокруг Земли. [ 3 ]
В 1958 году НАСА запустило зонд «Авангард-1» в рамках своих усилий в космической гонке . Шесть лет спустя НАСА официально завершило миссию, поскольку зонд выполнил все свои экспериментальные и объективные требования. Первоначально НАСА предполагало, что «Авангард-1» будет оставаться на низкой околоземной орбите до 2000 лет. Однако из-за давления солнечной радиации и сопротивления атмосферы эта оценка была пересмотрена. Ожидается, что «Авангард-1» снова войдет в атмосферу Земли и сгорит примерно через 240 лет. [ 4 ] [ 5 ]
После прекращения эксплуатации зонда «Авангард-1» многие космические агентства и последующие космические корабли прекратили работу различными способами.
В 2017 году зонд «Кассини-Гюйгенс» завершил свою 19-летнюю исследовательскую миссию, спустившись в атмосферу Сатурна . зонда Решение о прекращении миссии было вызвано минимальным запасом энергии, оставшимся в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (РТГ) . Маневр начался 29 ноября 2016 года, когда Кассини совершил облет спутника Сатурна Титана Сатурна , поместив его в плоскость орбиты кольца F для своего грандиозного финала . [ 6 ] [ 7 ] 22 апреля 2017 года «Кассини» провел еще один облет Титана, расположив зонд так, чтобы он прошел точно на расстоянии 3100 км (1900 миль) от облаков Сатурна. Этот маневр повторялся 22 раза до 15 сентября 2017 года в 11:55:46 UTC , когда связь с антенной Кассини с высоким коэффициентом усиления была потеряна во время последнего пролета Сатурна. Грандиозный финал Кассини представлял собой первый преднамеренный вход космического корабля в атмосферу газового гиганта и ознаменовал первый крупный космический корабль, сгоревший в такой атмосфере. Успех миссии существенно повлиял на планирование и выполнение как текущих, так и будущих миссий, ориентированных на газовые и ледяные гиганты . [ 8 ]
Причины
[ редактировать ]Уменьшение мощности
[ редактировать ]
Многие современные космические корабли используют радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) и электрические двигатели космических кораблей в качестве источника энергии. Со временем выходная мощность РИТЭГов или СЭП снижается из-за постепенного истощения радиоактивных изотопов, которые они используют для производства электроэнергии . [ 9 ]
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы преобразуют тепло, образующееся при распаде радиоактивных изотопов, в электричество , обеспечивая надежный источник энергии для космических кораблей, оснащенных РИТЭГами. По мере распада радиоактивных изотопов с течением времени выходная мощность РИТЭГов постепенно снижается. Предполагается, что выходная мощность РИТЭГов упадет ниже порога, необходимого для эффективной работы систем космического корабля, включая связь с Землей и научными приборами. В результате у космических кораблей, оснащенных РИТЭГами, в конечном итоге закончится мощность, достаточная для питания их приборов. [ 10 ] [ 11 ]
Электрические двигательные системы космического корабля используют электрические поля для ускорения заряженных ионов до высоких скоростей, создавая тягу для движения. В отличие от химических двигательных систем, которые полагаются на сгорание топлива, электрические двигательные системы ионизируют топливо с использованием электрической энергии, а затем ускоряют образующиеся ионы для создания тяги. Поскольку ионы выбрасываются из космического корабля на высоких скоростях, они создают тягу в противоположном направлении, обеспечивая маневренность космического корабля. Электрические двигательные установки обеспечивают высокую эффективность и долговечность, что делает их пригодными для точной корректировки траектории, расширенных миссий в дальний космос и потенциальных будущих миссий с экипажем. Эти системы используют электрическую энергию для ионизации и ускорения топлива, обычно подаваемую бортовыми источниками энергии, такими как солнечные панели или батареи . Однако со временем эти источники энергии могут истощиться, особенно в миссиях с длительной продолжительностью или в условиях ограниченного солнечного света. Кроме того, компоненты систем SEP, включая силовую электронику и ионизационные камеры, могут ухудшиться из-за воздействия суровых космических условий, что приведет к снижению эффективности и выходной мощности. Кроме того, некоторые системы SEP имеют ограниченный запас топлива, например, газ ксенон , который может быть исчерпан в ходе миссии, что делает систему неспособной генерировать тягу. В конечном итоге окончание миссии или срока службы космического корабля также может привести к прекращению выработки электроэнергии системой SEP, что означает прекращение его двигательных возможностей. [ 12 ] [ 13 ]
Деградация инструментов
[ редактировать ]Приборы космического корабля чувствительны к различным внешним факторам, включая солнечный ветер и другие космические явления. Солнечный ветер, состоящий из заряженных частиц, испускаемых Солнцем, может вывести из строя чувствительные инструменты, такие как магнитометры и детекторы частиц , потенциально снижая чувствительность или вызывая полную потерю функциональности. Другие космические явления, такие как космические лучи и удары микрометеороидов , также представляют риски, потенциально повреждая компоненты космических кораблей и со временем ухудшая характеристики приборов. Кроме того, экстремальные температуры и выделение газов из материалов в космосе могут еще больше повлиять на функциональность прибора.
Потеря контакта
[ редактировать ]Потеря связи между космическим кораблем и Землей — известное явление, особенно когда космический корабль движется глубже в космос. Такие факторы, как расстояние, технические неисправности или истощение источника энергии, могут способствовать этим потерям. Могут быть предприняты попытки восстановить связь, но успех не гарантирован из-за технологических ограничений или состояния космического корабля.
«Пионер-10» и «Пионер-11» служат яркими примерами сбоев связи космических кораблей с Землей. По мере того как эти зонды путешествовали глубже в космос, расстояние между ними и Землей росло, что создавало проблемы для поддержания контакта. В конечном итоге их антенны упали ниже порога радиообнаружения Земли , что привело к потере связи.
Методы
[ редактировать ]Сведение с орбиты
[ редактировать ]Когда космические корабли теряют финансирование или выполняют свои научные задачи, они могут изменить свои траектории различными способами. Один из распространенных подходов — перенаправить космический корабль на путь, где он сгорит в атмосфере небесного тела, вокруг которого он вращался. Этот преднамеренный вход в атмосферу сводит к минимуму риск превращения космического корабля в космический мусор или способствует загрязнению планет или спутников .
Завершение миссии
[ редактировать ]
Некоторые космические корабли выводятся из эксплуатации после выполнения своих научных задач. В зависимости от требований и обстоятельств миссии могут использоваться различные стратегии выхода на пенсию. Например, космический корабль может быть намеренно уведен с орбиты . Альтернативно его можно оставить на орбите вокруг планеты или луны, однако оставление космического корабля на орбите вокруг планеты или луны несет в себе риск загрязнения или образования космического мусора . Загрязнение может произойти, если космический корабль доставит с Земли микробы или органический материал , что потенциально может повлиять на планетарную или лунную среду. Кроме того, если космический корабль выйдет из строя или разобьется на орбите, это может способствовать накоплению космического мусора, создавая опасность для других космических кораблей и будущих миссий. Поэтому при принятии решений относительно судьбы списанных космических кораблей необходимо тщательно взвесить эти риски и принять меры по их смягчению.
Долгосрочная орбитальная стабильность
[ редактировать ]При определенных обстоятельствах ученые могут скорректировать орбиту космического корабля, чтобы он оставался на безопасном расстоянии от небесного тела, вокруг которого вращается. Эта корректировка может продлить орбитальную стабильность космического корабля на сотни тысяч или миллионы лет, смягчая эффекты планетарной гравитации , атмосферного сопротивления или давления солнечной радиации . Одним из ярких примеров является НАСА для лазерной геодинамики спутник (LAGEOS), запущенный в мае 1976 года. LAGEOS несет капсулу времени , созданную Карлом Саганом , предназначенную для того, чтобы сгореть в атмосфере Земли примерно через 8,4 миллиона лет. [ 14 ]
См. также
[ редактировать ]- Космический мусор
- Кладбище космических кораблей
- Орбита кладбища
- Планетарная защита
- Список зондов Солнечной системы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джонсон, Николас (05 декабря 2011 г.). Ливингстон, Дэвид (ред.). «Трансляция 1666 (Специальный выпуск) — Тема: Проблемы космического мусора» (подкаст). Космическое шоу . 1:03:05–1:06:20 . Проверено 5 января 2015 г.
- ^ Браун, Дуэйн; Кантильо, Лори; Дайчес, Престон (15 сентября 2017 г.). «Космический корабль НАСА Кассини завершает историческое исследование Сатурна» . НАСА . Проверено 15 сентября 2017 г.
- ^ «Спутник-1 1957-001Б» . НАСА. 27 апреля 2021 г. Проверено 16 мая 2021 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ https://pages.vassar.edu/realarchaeology/2023/12/03/a-closer-look-at-the-archaeological-importance-of-the-vanguard-1/
- ^ Розенталь, Альфред (январь 1982 г.). «Рекорд космических миссий НАСА с 1958 года» . Сервер технических отчетов НАСА . НАСА. hdl : 2060/19940003358 . Проверено 24 сентября 2011 г.
- ^ «Основные моменты тура Сатурн 2016» .
- ^ Левин, Сара. «Миссия Кассини начинает финал на Сатурне» . Научный американец . Проверено 30 ноября 2016 г.
- ^ Дайчес, Престон; Браун, Дуэйн; Кантильо, Лори (27 апреля 2017 г.). «Космический корабль НАСА ныряет между Сатурном и его кольцами» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 2 мая 2017 г.
- ^ Краусс, Лоуренс М. (5 сентября 2017 г.). «Размышления о межзвездных путешествиях путешественников и о наших собственных» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 сентября 2017 г.
- ^ «Ежеквартальный журнал исследований актинидов: лето 1997 г.» . lanl.gov .
- ^ Сигал, Майкл (1 сентября 2017 г.). «За пределами Вояджера» . Наутилус . Архивировано из оригинала 2 сентября 2017 года . Проверено 2 сентября 2017 г.
- ^ «Наука и технологии ЕКА — электрическая двигательная установка космического корабля» . sci.esa.int . Проверено 27 апреля 2024 г.
- ^ Камиллери, Винсент (11 мая 2017 г.). «Электрические двигатели и электрические спутники» (PDF) . Университет Колорадо . Проверено 27 апреля 2024 г.
- ^ Брабау, Касандра (25 мая 2016 г.). «НАСА запустило в космос большой диско-шар 40 лет назад, и он все еще там» . Space.com . Проверено 3 мая 2024 г.
