Космический полет

Для других видов использования см. Spaceflight (устранение неоднозначности) .

космической международной станции Капсула экипажа Spacex Dragon приближается к на орбите Земли

Spaceflight (или космический полет ) - это применение астронавтики для летания объектов, обычно космического корабля , в космос или через космос , либо с людьми или без них на борту . Большая часть космического полета не разворачивается и проводится в основном с космическими кораблями, такими как спутники на орбите вокруг Земли , но также включает в себя космические зонды для полетов за пределами орбиты Земли. Такие космические полеты работают либо по телероботическим , либо автономному контролю. Первые космические полеты начались в 1950 -х годах с запуска советских спутников Sputnik , а также американских исследователей и авангардных миссий. Человеческие программы космического полета включают Союз , Шэньчжоу , прошедшую посадку Аполлона Мун и программы космического челнока . Другие текущие космические полеты проводятся на международной космической станции в Китае и на космической станции Тянонга .

Космические полеты включают в себя запуска наблюдения за Земли и телекоммуникационные спутники, межпланетные миссии , рандеву и стыковки с космическими станциями , а также космические полеты экипажа на научных или туристических миссиях.

Космический полет может быть достигнут традиционно через многоэтажные ракеты , которые обеспечивают тягу, чтобы преодолеть силу гравитации и продвигать космический корабль на суборбитальные траектории . Если миссия является орбиталью , космический корабль обычно отделяет первую стадию и зажигает второй этап , который продвигает космический корабль к достаточно высоким скоростям, чтобы он достигает орбиты. Оказавшись на орбите, космические космическиеекты находятся на достаточно высоких скоростях, чтобы они падают вокруг Земли, а не падают на поверхность.

Большинство космических кораблей и всех космических кораблей экипажа, предназначены для того, чтобы деорбибит сами или, в случае с безвиленным космическим кораблем на орбитах с высокой энергией, чтобы подняться на орбиты на кладбище . Однако использовали верхние этапы или провальные космические корабли, часто не хватает способности сами. Это становится серьезной проблемой, когда на часто используемых орбитах существует большое количество неконтролируемых космических кораблей, что увеличивает риск столкновения мусора с функциональными спутниками. Эта проблема усугубляется, когда большие объекты, часто верхние стадии, распадаются на орбите или сталкиваются с другими объектами, создавая часто сотни мелких, трудно найти кусочки мусора. Эта проблема непрерывных столкновений известна как синдром Кесслера .

Терминология

Есть несколько терминов, которые относятся к рейсу в космос или через космос .

Космическая миссия относится к космическому полету, предназначенному для достижения цели. Цели для космических миссий могут включать в себя исследование космоса , космические исследования и национальные первые в космическом полете.

Космический транспорт - это использование космического корабля для транспортировки людей или груза в космос или через космос. Это может включать в себя человеческий космический полет и грузовой космический корабль .

История

Основная статья: История космического полета

Для хронологического руководства см. Время космического полета .

Первое теоретическое предложение о космических путешествиях с использованием ракетов было опубликовано шотландским астрономом и математиком Уильямом Лейтчем в эссе 1861 года «Путешествие по космосу». More well-known is Konstantin Tsiolkovsky 's work, " Исследование мировых пространств реактивными приборами " ( The Exploration of Cosmic Space by Means of Reaction Devices ), published in 1903. In his work, Tsiolkovsky describes the fundamental rocket equation:

$\Delta v=v_{e}\ln {\frac {m_{0}}{m_{f}}}$

Где:

• ( $\Delta v$) изменение скорости ракеты
• ( $v_{e}$) - это скорость выхлопа
• ( $m_{0}$) и ( $m_{f}$) являются начальными и окончательными массами ракеты

Это уравнение, известное как ракетное уравнение Циолковского , может быть использовано, чтобы найти общее количество $\Delta v$, или потенциальное изменение скорости. Эта формула, которая до сих пор используется инженерами, является ключевой концепцией космического полета.

Spaceflight стал практической возможностью с работой публикации Роберта Х. Годдарда в 1919 году его статьи методом достижения крайних высот . Его применение сопла де-лаваля к ракетам с жидко-топливом повысило эффективность, чтобы межпланетическое путешествие стало возможным. После дальнейших исследований Годдард попытался заключить армейский контракт на оружие, проживаемое ракетами в Первой мировой войне , но его планы были сорваны в перемирие 11 ноября 1918 года с Германией . После выбора работы с частной финансовой поддержкой он был первым, кто запустил ракету с жидкостью 16 марта 1926 года.

Во время Второй мировой войны первая ракета с гидом, V-2 в качестве оружия , была разработана и использована нацистской Германией . Во время испытательного полета в июне 1944 года одна ракета достигла места на высоте 189 километров (102 морских миль), став первым человеческим объектом, когда-либо достигнутым пространством. В конце Второй мировой войны большая часть ракетной команды V-2, в том числе ее глава, Вернер фон Браун , сдалась в Соединенные Штаты, и была экспатрианта для работы над американскими ракетами над тем, что стало армейским агентством по баллистическим ракетам , производящим ракет такие как Юнона I и Атлас . Советский Союз , в свою очередь, захватил несколько производственных объектов V2 и построил несколько реплик, причем 5 из 11 их ракет успешно достигли своих целей. (Это на самом деле относительно соответствовало уровню успеха нацистской Германии.)

Советский Союз разработал межконтинентальные баллистические ракеты для ношения ядерного оружия в качестве противоречия для самолетов бомбардировщиков США в 1950 -х годах. под влиянием Циолковского, Сергей Королев, стал главным ракетным дизайнером, и производные его ракет R-7 Semyorka были использованы для запуска первого в мире искусственного спутника Земли , Спутника 1 , 4 октября 1957 года.

США, после запуска Sputnik и двух смущающих неудач Vanguard Rockets , запустили Explorer 1 1 февраля 1958 года. Три года спустя СССР запустил Vostok 1, неся Cosmonaut Yuri Gagarin на орбиту. США отреагировали суборбитальным запуском Алана Шепарда орбитальным запуском Джона Гленна февраля г. 20 5 мая 1961 года и 1962 программ Близнецов и Аполлона . После успешного выполнения рандеву и стыковки и ева , программа Близнецов закончилась незадолго до трагедии Аполлона 1 . После нескольких беззаботных испытательных рейсов Сатурна 1B и Сатурна V США запустили миссию Apollo 7 Crewed Apollo 7 в Лео . Вскоре после успешного завершения США выпустили Apollo 8 (первая миссия на Orbit the Moon), Apollo 9 (первая миссия Apollo, чтобы запустить с CSM и LEM ) и Apollo 10 (первая миссия почти на Луну). Эти события завершились первой посадкой на луну, выходящей на экипаж, Аполлон 11 и шесть последующих миссий, пять из которых успешно приземлились на Луну.

Космический полет широко использовался многочисленными правительственными и коммерческими организациями для размещения спутников на орбиту вокруг Земли для широкого спектра целей. Некоторые правительственные учреждения также послали безумные космические корабля, исследуя пространство за пределами Луны и разработали непрерывное присутствие человека в космосе с серией космических станций , от Salyut программы до международной космической станции .

Фазы

Запуск

Основная статья: запуск космического пространства

Ракеты являются единственным средством, способным достичь орбиты или за его пределами. Другие нераскоростные Spacelaunch Technologies еще предстоит построить или не допускать орбитальных скоростей. Запуск ракеты для космического полета обычно начинается с космического корабля (космодром), который может быть оснащен пусковыми комплексами и стартовыми колодками для вертикальных ракетных запуска и взлетно -посадочных полос для взлета и посадки самолетов -несущей и крылатого космического корабля. Короткие конструкции расположены далеко от человеческого жилья по шуму и соображениям безопасности. ICBM имеют различные специальные средства для запуска.

Запуск часто ограничивается определенными окнами запуска . Эти окна зависят от положения небесных тел и орбит относительно места запуска. Самым большим влиянием часто является вращение самой Земли. После запуска орбиты обычно расположены в относительно постоянных плоских плоскостях под фиксированным углом к ​​оси Земли, и Земля вращается на этой орбите.

- Запускная площадка это фиксированная конструкция, предназначенная для отправки воздушных транспортных средств. Как правило, он состоит из стартовой башни и пламени. Он окружен оборудованием, используемым для возведения, топлива и обслуживания пусковых автомобилей. Перед запуском ракета может взвесить сотни тонн. Космический челнок Колумбия , на STS-1 , весил 2030 метрических тонн (4 480 000 фунтов) при взлете.

Достигая места

Наиболее часто используемое определение космического пространства - это все за пределами линии Кармана , которая находится на 100 километров (62 миль) над поверхностью Земли. (Соединенные Штаты определяют космос как все за пределами 50 миль (80 км) на высоте.)

Ракетные двигатели остаются только в настоящее время практическими средствами для достижения пространства, при этом самолеты и высокие воздушные шары терпят неудачу из-за отсутствия атмосферы и альтернатив, таких как космические лифты еще не строятся. Химическое движение, или ускорение газов на высоких скоростях, эффективно в основном из -за его способности поддерживать тягу, даже когда атмосфера thins.

Альтернативы

Основная статья: неравномерный Spacelaunch

Было предложено много способов достижения пространства, кроме ракетных двигателей. Такие идеи, как космический лифт и обмен импульсом, такие как ротоваторы или Skyhooks, требуют новых материалов намного сильнее, чем любые в настоящее время известные. Электромагнитные пусковые установки, такие как запускные петли, могут быть возможны с текущей технологией. Другие идеи включают в себя самолеты/космические самолеты, такие как реакционные двигатели Skylon (в настоящее время на ранней стадии), косметические космические покрытия Scramjet и RBCC космические космические покрытия . Запуск оружия был предложен для груза.

Оставив орбиту

Основные статьи: скорость побега и орбита парковки

На некоторых миссиях за пределами Лео (низкоземная орбита) космический корабль вставляются в орбиты парковки или более низкие посреднические орбиты. Парковочная орбита подход значительно упростил планирование миссии Аполлона несколькими важными способами. Он действовал как «буфер времени» и существенно расширил допустимые окна запуска . Парковочная орбита дала экипажу и контроллерам время, чтобы тщательно проверить космический корабль после напряжений запуска, прежде чем совершить его для долгого путешествия на Луну.

Запущенный в 1959 году, Luna 1 была первым известным искусственным объектом, достигшим скорости побега от Земли (реплика на фото) .

Роботизированные миссии не требуют возможности прерывания и требуют минимализации излучения только для деликатной электроники, и поскольку современные пусковые установки обычно соответствуют «мгновенному» запуск криогенные пропелленты . Хотя некоторые могут ненадолго выдержать во время запуска, они не выполняют одну или несколько полных орбит парковки перед ожогом, который вводит их на траекторию выхода из Земли.

Скорость побега от небесного тела уменьшается с увеличением расстояния от тела. Тем не менее, для ремесла более эффективно сжигать его топливо как можно ближе к его периапсису (самая низкая точка); Смотрите эффект Оберта .

Астродинамика

Основная статья: орбитальная механика

Астродинамика - это изучение траекторий космических аппаратов, особенно в том, что они связаны с гравитационными и движущими эффектами. Astrodynamics позволяет космическому космическому пространству прибывать в пункт назначения в правильное время без чрезмерного использования топлива. Система орбитального маневрирования может потребоваться для поддержания или изменения орбит.

Методы нераколета орбитального движения включают солнечные паруса , магнитные паруса , магнитные системы плазмы-пузырьков и использование гравитационных стропи эффектов .

Ионизированная газовая тропа перехода от

Восстановление отдача 14 возврата капсулы с помощью C-119 самолета

Передавать энергию

Термин «энергия передачи» означает общее количество энергии , передаваемой ракетной сценой на его полезную нагрузку. Это может быть энергией, передаваемой первой стадией ракурса, на верхнюю ступень плюс полезная нагрузка, или на верхней ступени или космическом двигателе до космического корабля .

Достигая космической станции

Основные статьи: Космическое свидание и стыковка и причатка космического корабля

Чтобы добраться до космической станции , космический корабль должен был бы прийти на ту же орбиту и подходить к очень близкому расстоянию (например, в визуальном контакте). Это делается набором орбитальных маневров, называемых космическим свиданием .

После встречи с космической станцией космический автомобиль затем достает или причалы со станцией. Стыковка относится к присоединению двух отдельных свободных космических транспортных средств, В то время как Berthing относится к операциям спаривания, где неактивный автомобиль помещается в интерфейс спаривания другого космического автомобиля с помощью роботизированной руки .

Возвращение

Основная статья: атмосферное возвращение

Транспортные средства на орбите имеют большое количество кинетической энергии. Эта энергия должна быть отброшена, если транспортное средство безопасно приземлиться без пары в атмосфере. Как правило, этот процесс требует особых методов для защиты от аэродинамического нагрева . Теория возвращения была разработана Гарри Джулианом Алленом . Основываясь на этой теории, транспортные средства повторного входа представляют тупые формы в атмосферу для возврата. Тупые формы означают, что менее 1% кинетической энергии заканчивается тем, что тепло достигает автомобиля, а остальные нагревают атмосферу.

Посадка и восстановление

Капсулы Меркурия Близнецы , Аполлона и в все распались море. Эти капсулы были разработаны, чтобы приземлиться на относительно низких скоростях с помощью парашюта. Советские/русские капсулы для Союз используют большие парашюты и тормозные ракеты, чтобы прикоснуться на суше. Космические космические костюмы , такие как космический челнок, земля, как планер .

После успешной посадки космического корабля, его обитатели и груз могут быть восстановлены. В некоторых случаях восстановление произошло до приземления: хотя космический корабль все еще спускается на парашюте, его можно зацепить специально разработанным самолетом. Эта техника извлечения в воздухе использовалась для восстановления фильма Canisters со спутников Corona Spy.

Типы

Безвилен

Sojourner принимает рентгеновского спектрометра Alpha Partics измерение Rock Rock на Марсе.

Космический корабль мессенджера в Меркурии (интерпретация художника)

Основная статья: Unceleed SpaceCraft

Эти абзацы являются отрывками от Unceleed Spacecraft . [ редактировать ]

Космический корабль без разрядов или роботизированный космический корабль - это космический корабль без людей на борту. Комплекс без разряда может иметь различные уровни автономии от ввода человека, таких как дистанционное управление или удаленное руководство. Они также могут быть автономными , в котором они имеют предварительно запрограммированный список операций, который будет выполняться, если не указано иное. Роботизированный космический корабль для научных измерений часто называют космическим зондом или космической обсерваторией .

Многие космические миссии больше подходят для телероботической, а не эксплуатации , из -за более низких факторов затрат и риска. Кроме того, некоторые планетарные направления, такие как Венера или окрестности Юпитера, слишком враждебны для выживания человека, учитывая текущую технологию. Внешние планеты, такие как Сатурн , Уран и Нептун, слишком далеки, чтобы достичь современной технологии космического полета экипажа, поэтому телероботические зонды являются единственным способом их исследовать. Телероботики также позволяют исследовать регионы, которые уязвимы для загрязнения микроорганизмом Земли, поскольку космический корабль можно стерилизовать. Люди не могут быть стерилизованы так же, как космический корабль, поскольку они сосуществуют с многочисленными микроорганизмами, и эти микроорганизмы также трудно сдержать в космическом костюме или в виде.

Первой безумной космической миссией был Спутник , запущенный 4 октября 1957 года, чтобы орбит Землю. Почти все спутники , посадки и роверс - роботизированный космический корабль. Не каждый безвидный космический корабль - это роботизированный космический корабль; Например, мяч из отражателя-это нероботичный космический корабль. Космические миссии, где другие животные , но ни один человек, на борту, называются безумными миссиями.

Многие обитаемые космические космические корабли также имеют различные уровни роботизированных особенностей. Например, космические станции Salyut 7 и MIR , и международной космической станции модуль Zarya , способны к маневрированию с дистанционным управлением и стыковкой как с ремеслом, так и с новыми модулями. Космический корабль Uncepleed Resupply все чаще используется для космических станций экипажа .

Человек

Основная статья: человеческий космический полет

Образцы члена экипажа ISS хранят образцы.

Первым человеческим космическим полетом был Vostok 1 12 апреля 1961 года, на котором Cosmonaut Yuri Gagarin из СССР сделал одну орбиту вокруг Земли. В официальных советских документах нет упоминания о том, что Гагарин парашют в последние семь миль. По состоянию на 2020 год единственным космическим кораблем, регулярно используемым для человеческого космического полета, являются Союз , Шэньчжоу и дракон экипажа . в США Флот космического челнока работал с апреля 1981 года по июль 2011 года. SpaceShipone провел две суборбитальные космические полеты человека.

Суборбитальный

Основная статья: Суборбитальный космический полет

Североамериканский X-15 в полете. X-15 вылетел выше 100 км (62 миль) дважды, и оба рейса были пилотированы Джо Уокером (астронавт) .

На суборбитальном космическом полете космический корабль достигает места, а затем возвращается в атмосферу после (в первую очередь) баллистической траектории. Обычно это происходит из -за недостаточной конкретной орбитальной энергии , и в этом случае суборбитальный полет будет длиться всего несколько минут, но также возможно, что объект с достаточной энергией для орбиты будет иметь траекторию, которая пересекает атмосферу Земли, иногда после многих часы. Pioneer 1 НАСА, был первым космическим зондом предназначенным для достижения Луны. Частичная недостаточность привела к тому, что он вместо этого следовал за суборбитальной траекторией до высоты 113 854 километров (70 746 миль), прежде чем вернуться в атмосферу Земли через 43 часа после запуска.

Наиболее общепризнанной границей пространства - линия Кармана 100 км (62 мили) над уровнем моря. (НАСА В качестве альтернативы определяет астронавта как человека, который пролетел более чем на 80 км (50 миль) над уровнем моря.) Общественность в целом не признается, что увеличение потенциальной энергии, необходимой для прохождения линии Кармана, составляет только около 3% от Орбитальная энергия (потенциальная плюс кинетическая энергия), требуемой наименьшей возможной земной орбитой (круговая орбита чуть выше линии Кармана.) Другими словами, гораздо проще добраться до места, чем оставаться там. 17 мая 2004 года команда по разведке гражданского космоса запустила ракету Gofast на суборбитальном полете, первом любительском космическом полете. 21 июня 2004 года SpaceShipone использовался для первого частного космического полета человека .

Точка-точка

Точка-точка, или на землю на землю транспортировку, представляет собой категорию суборбитального пространственного полета , в которой космический корабль обеспечивает быстрый транспорт между двумя наземными местами. Обычный маршрут авиакомпании между Лондоном и Сиднеем , рейс, который обычно длится более двадцати часов , может быть пройден менее чем за один час. В то время как ни одна компания сегодня не предлагает такого типа транспорта, SpaceX раскрыла планы сделать это еще в 2020 -х годах, используя Starship . Судоорбитальный космический полет на межконтинентальном расстоянии требует скорости транспортного средства, которая лишь немного ниже, чем скорость, необходимая для достижения низкой орбиты Земли. Если используются ракеты, размер ракеты относительно полезной нагрузки аналогичен межконтинентальной баллистической ракете (ICBM). Любой межконтинентальный космический полет должен преодолеть проблемы отопления во время повторного входа в атмосферу, которые почти такими же большими, как и те, которые сталкиваются при орбитальном космическом полете.

Орбиталь

Основная статья: Орбитальный космический полет

Аполлон 6 направляется на орбиту.

Минимальный орбитальный космический полет требует гораздо более высоких скоростей, чем минимальный суб-орбитальный полет, и поэтому он технологически более сложный для достижения. Для достижения орбитального космического полета тангенциальная скорость вокруг Земли так же важна, как и высота. Чтобы выполнить стабильный и длительный рейс в космосе, космический корабль должен достичь минимальной орбитальной скорости, необходимой для закрытой орбиты .

Межпланетный

Основные статьи: межпланетная космическая полета и межпланетная миссия

Межпланетный космический полет - это полете между планетами в пределах одной планетарной системы . На практике использование этого термина ограничивается перемещением между планетами нашей солнечной системы . НАСА Планы будущих экипаж межпланетных миссий космического полета часто включают в себя окончательную сборку транспортных средств на орбите Земли, такие как программа созвездия и российский Клипера / Парома тандем .

Межзвездный

Основная статья: межзвездное путешествие

New Horizons - это пятый космический корабль, поставленную на траекторию побега, покидая солнечную систему . Voyager 1 , Voyager 2 , Pioneer 10 , Pioneer 11 - более ранние. Самым дальним от солнца является Voyager 1 , который находится более чем на 100 AU и движется со скоростью 3,6 ат в год. Для сравнения, Proxima Centauri , ближайшая звезда, кроме Солнца, имеет 267 000 AU. Потребуется Voyager 1 более 74 000 лет, чтобы достичь этого расстояния. Конструкции транспортных средств с использованием других методов, таких как ядерное импульсное движение , вероятно, смогут достичь ближайшей звезды значительно быстрее. Еще одна возможность, которая могла бы позволить человеческому межзвездному космическому полету,-это использовать расширение времени , так как это позволило бы пассажирам в быстро движущем скорость прохождения бортового времени. Тем не менее, достижение таких высоких скоростей все равно потребует использования некоторого нового, продвинутого метода движения . Также был предложен динамический падение как способ пройти через межзвездное пространство.

Межгалактический

Основная статья: межгалактическое путешествие

Межгалактическое путешествие включает в себя космический полет между галактиками и считается гораздо более технологически требовательным, чем даже межзвездные поездки, и, с помощью нынешних инженерных терминов, считается научной фантастикой . Тем не менее, теоретически, нет ничего, что можно было бы окончательно указывать на то, что межгалактическое путешествие невозможно. На сегодняшний день несколько ученых серьезно изучали межгалактические путешествия.

Космический корабль

Основная статья: космический корабль

Лунный модуль Аполлона на лунной поверхности

Космические корабля - это транспортные средства, предназначенные для работы в космосе.

Иногда говорят, что первым «настоящим космическим кораблем» является « Лунный модуль Аполлона» , Так как это был единственный автомобиль, который был разработан, и работал только в космосе; и примечателен своей неаэродинамической формой.

Движитель

Основная статья: космическое движение

Космический корабль сегодня в основном использует ракеты для движения , но другие методы движения, такие как ионные приводы, становятся все более распространенными, особенно для непредвзятых транспортных средств, и это может значительно уменьшить массу автомобиля и увеличить его Delta-V .

Системы запуска

Основная статья: РАГОВАЯ

Системы запуска используются для переноса полезной нагрузки с поверхности Земли в космос.

Расходы

Основная статья: Расходная система запуска

Большинство текущих Spaceflight использует многоэтапные расходы на расходные системы для достижения пространства.

Многоразовый

Основная статья: многоразовая система запуска

Первый многоразовый космический корабль, X-15 , был запущен в субибитальной траектории 19 июля 1963 года. Первый частично многоразовый орбитальный космический корабль, космический челнок , был запущен в 20-й годовщине Юри Гагарина полета , 12 апреля 1981 года. В эпоху трансфера было построено шесть орбитров, которые летали в атмосфере и пять из которых летали в космосе. Предприятие Boeing использовалось только для подходов и испытаний на посадку, запускающихся с задней части 747 и скользящих до посадки Deadstick в Edwards AFB, штат Калифорния . Первым космическим челноком, который вылетел в космос, была Колумбия , за которой последовал претендент , Discovery , Atlantis и Endeavour . Endeavour было построено , чтобы заменить Challenger , который был потерян в январе 1986 года. Колумбия рассталась во время возврата в феврале 2003 года.

Первым автоматическим неравномерным космическим кораблем был Буран ( метель ), запущенный СССР 15 ноября 1988 года, хотя он совершил только один полет. Этот космический космос был разработан для экипажа и сильно напоминал космический шаттл США, хотя его выпадчики использовали жидкие пропелленты, а его основные двигатели были расположены у основания того, что было бы внешним резервуаром в американском челноке. Отсутствие финансирования, осложненное роспуском СССР, предотвратило любые дальнейшие рейсы Бурана.

Космический шаттл был вышел на пенсию в 2011 году в основном из -за его старости. Роль человеческого транспорта транспорта должна быть заменена SpaceX Dragon 2 и CST-100 в 2020-х годах. Тяжелая роли транспорта транспорта в настоящее время выполняется коммерческими пусковыми транспортными средствами.

Масштабированные композиты SpaceShipone представляли собой многоразовый суборбитальный космический корабль , в котором пилоты Майка Мелвилла и Брайана Бинни на последовательных рейсах в 2004 году чтобы выиграть приз Ansari X. , Комплассическая компания построила свой преемник SpaceShiptWo . Флот SpaceShiptwos, управляемый Virgin Galactic, планировал начать многоразовый частное пространство, перевозящее платящих пассажиров ( космических туристов ) в 2008 году, но это было отложено из -за несчастного случая в развитии движения.

SpaceX достиг первой вертикальной мягкой посадки на многоразовой ракетной сцене 21 декабря 2015 года после доставки 11 коммерческих спутников OG-2 OG-2 на низкую орбиту Земли .

Первый второй рейс Falcon 9 произошел 30 марта 2017 года. SpaceX теперь регулярно восстанавливает и повторно использует свои первые этапы с целью повторного использования обтекателей . SpaceX в настоящее время разрабатывает полностью используемую сверхприменную ракету, известную как Starship , надеясь значительно снизить цену исследования космоса из -за полностью повторного использования.

X -15, отстраняющийся от самолета запуска капли

Космический челнок Колумбия через несколько секунд после зажигания двигателя на миссии STS-1

SpaceShipone после его полета в космос, 21 июня 2004 г.

Falcon 9 Flight 20 's первой стадии посадки по приземлению в зоне посадки 1 в декабре 2015 года

Проблемы

Основные статьи: человеческий космический полет и влияние космического полета на человеческое тело

Безопасность

Основная статья: Список несчастных случаев и инцидентов, связанных с космическим полетом

Все пусковые транспортные средства содержат огромное количество энергии, которая необходима для какой -то его части, чтобы достичь орбиты. Поэтому существует некоторый риск того, что эта энергия может быть выпущена преждевременно и внезапно, со значительными последствиями. Когда ракета Delta II взорвалась через 13 секунд после запуска 17 января 1997 года, появились сообщения о том, что в 10 км (16 км) были разбиты сообщения о Windows Windows 10 миль (16 км).

Пространство - это довольно предсказуемая среда, но все еще существуют риски случайного депрессии и потенциального сбоя оборудования, некоторые из которых могут быть очень недавно развиты.

В апреле 2004 года была создана Международная ассоциация по повышению безопасности космической безопасности в Нидерландах для дальнейшего международного сотрудничества и научного развития в области безопасности космических систем.

Невесомость

Основная статья: невесомость

Астронавты на МКС в невесовых условиях. Майкл Фоале можно увидеть, тренируясь на переднем плане.

В среде микрогравитации, такой как ту, которая обеспечивается космическим кораблем на орбите вокруг Земли, люди испытывают чувство «невесомости». Краткосрочное воздействие микрогравитации вызывает синдром адаптации космической адаптации , самоограничивающуюся тошноту, вызванную расстройством вестибулярной системы . Долгосрочное воздействие вызывает множество проблем со здоровьем. Наиболее значимым является потеря костной массы, некоторые из которых являются постоянными, но микрогравитация также приводит к значительному деконнизированию мышечных и сердечно -сосудистых тканей.

Излучение

Оказавшись выше атмосферы, возникают и увеличиваются излучение из -за поясов Ван Аллена , солнечного излучения и космического излучения . Далее от земли солнечные вспышки могут дать смертельную дозу радиации за считанные минуты, а угроза для здоровья от космической радиации значительно увеличивает шансы на рак в течение десятилетия воздействия или более.

Жизнеобеспечение

Основная статья: Система жизнеобеспечения

В человеческом космическом полете система жизнеобеспечения - это группа устройств, которые позволяют человеку выжить в космосе. НАСА часто использует фразу контроля окружающей среды и систему жизнеобеспечения или аббревиатуру ECLSS при описании этих систем для своих миссий человеческого пространства . Система жизнеобеспечения может поставлять: воздух , вода и продукты питания . Он также должен поддерживать правильную температуру тела, приемлемое давление на организм и справляться с отходом организма. Возможно, также может потребоваться экранирование от вредных внешних влияний, таких как радиация и микрометеориты. Компоненты системы жизнеобеспечения являются критически важными и разработаны и построены с использованием техник безопасности безопасности .

Космическая погода

Основная статья: Космическая погода

Aurora Australis and Discovery , май 1991 г.

Космическая погода - это концепция изменения условий окружающей среды в космическом пространстве . Он отличается от концепции погоды в планетарной атмосфере и имеет дело с явлениями, связанными с окружающей плазмой , магнитными полями, радиацией и другим веществом в космосе (как правило, близко к Земле, но также и в межпланетной и иногда межстеллярной среде ). «Космическая погода описывает условия в пространстве, которые влияют на Землю и ее технологические системы. Наша космическая погода является следствием поведения солнца, природы магнитного поля Земли и наше местоположение в солнечной системе».

Космическая погода оказывает глубокое влияние в нескольких областях, связанных с изучением и развитием космоса. Изменение геомагнитных условий может вызвать изменения в атмосферной плотности, вызывая быстрое ухудшение высоты космических аппаратов на низкой орбите Земли . Геомагнитные штормы из-за повышенной солнечной активности могут потенциально слепые датчики на борту космического корабля или мешать бортовой электронике. Понимание космических условий окружающей среды также важно при разработке систем экранирования и жизнеобеспечения для космического корабля.

Экологические соображения

Основные статьи: воздействие космического помара , космического мусора , орбиты кладбища и космического корабля

Загрязнение выхлопных труб ракетов зависит от полученных выхлопных газов реакциями пропелтантов и расположения истощения. Они в основном вымирают парниковые газы , а иногда и токсичные компоненты. В частности, на более высоких уровнях атмосферы потенциал истощенных газов, поскольку парниковые газы значительно увеличиваются

. Многие твердые ракеты имеют хлор в форме перхлората или других химических веществ, и это может вызвать временные местные отверстия в слое озона. Повторное введение космического корабля генерирует нитраты, которые также могут временно влиять на слой озона. Большинство ракет изготовлены из металлов, которые могут оказать воздействие на окружающую среду во время их строительства. В то время как космический полет вообще загрязняет на долю других человеческих видов деятельности, он по -прежнему сильно загрязняет, если рассчитывается на пассажира.

В дополнение к атмосферным эффектам существует влияние на ближнюю космическую среду. Существует вероятность того, что орбита может стать недоступной для поколений из -за экспоненциально увеличиваемого космического мусора, вызванного отколом спутников и транспортных средств ( синдром Кесслера ). Поэтому многие запускаемые транспортные средства предназначены для повторного использования после использования.

Регулирование

Основная статья: Космический закон

Широкий спектр таких вопросов, как управление космическим трафиком или ответственность, были проблемами регулирования космического полета.

Участие и представительство всего человечества в космическом полете являются проблемой международного космического закона, когда -либо с первого этапа изучения космоса. Несмотря на то, что некоторые права, не имеющие пространства, были обеспечены, разделение пространства для всего человечества по-прежнему подвергается критике как империалистическую и не хватает, понимая космический полет как ресурс.

Доступ

Доступ к космическому пространству был включен и ограничен в течение нескольких стран, как страны, не имеющие пространства, особенно мирового юга указали . Поэтому включение было национальной и международной проблемой, возникшей в 1967 году в договоре о космосе и его утверждении о космосе как « провинции всего человечества ». Кроме того, социальное включение в человеческий космический полевой полет потребовался: женщины, которые летают в космос , все еще ограничены, а меньшинства, такие как люди с ограниченными возможностями, были отобраны только в Европейского космического агентства 2022 группе астронавтов года .

Доминирующая проблема о доступе в последние годы стала проблема космического мусора и устойчивости космического пространства , поскольку устоявшиеся страны космического рассеяния подвергаются опасности доступа к космосу с их деятельностью загрязняют орбитальное пространство.

Приложения

Дополнительная информация: присутствие человека в космосе

Это показывает экстремальный ультрафиолетовый вид солнца (эксперимент Apollo Telescope Mount SO82A), взятый во время Skylab 3 , при этом земля была добавлена ​​для масштаба. Справа изображение солнца показывает выбросы гелия, а слева есть изображение, показывающее выбросы из железа. Одним из применений для космического полета состоит в том, чтобы принять за препятствие для наблюдения или затруднено, находясь на поверхности Земли. Skylab включил массивную солнечную обсерваторию, которая в начале 1970-х годов произвела революцию в солнечной науке, используя космическую станцию ​​из Аполлона в сочетании с космическими полетами экипажа.

Текущие и предлагаемые приложения для космического полета включают:

• Спутники наблюдения за землей, такие как спутники шпиона , погодные спутники
• Исследование космоса
• Коммуникационные спутники
• Спутниковое телевидение
• Спутниковая навигация
• Космический туризм
• Защита Земли от потенциально опасных объектов
• Космическая колонизация

Большая часть раннего развития космического полета была оплачена правительствами. Тем не менее, сегодня крупные стартовые рынки, такие как коммуникационные спутники и спутниковое телевидение, являются чисто коммерческими, хотя многие из пусковых установок первоначально финансировались правительствами.

Private Spaceflight - это быстро развивающаяся область: космический полет, который оплачивается не только корпорациями или даже частными лицами, но и часто предоставляется частными компаниями космического полета . Эти компании часто утверждают, что большая часть предыдущей высокой стоимости доступа к пространству была вызвана неэффективностью правительства, которую они могут избежать. Это утверждение может быть поддержано гораздо более низкими опубликованными затратами на запуск для частных пусковых автомобилей, таких как Falcon 9, разработанный с частным финансированием. Более низкие затраты на запуск и отличная безопасность потребуется для таких приложений, как космический туризм и особенно космическая колонизация, чтобы стать возможными для расширения.

Космический флажок

Дополнительная информация: Wiktionary: Spacefaring

Карта, показывающая страны с мощностью космического полета

  Страны с независимыми программами космического полета человека

  Страны, которые управляли по крайней мере одной человеческой программы космического полета, если не независимо

  Страны, стремящиеся разработать человеческую программу космического полета, но также разработали или в настоящее время владеют ракурсом

  Страны, которые управляют ракурсом и спутником, но в настоящее время не планируют разработать космический автомобиль с экипажем

  Страны, стремящиеся разработать ракушку

  Страны, которые управляют орбитающим спутником, но не владеют ракурсом или планируют его производить

  Страны, у которых есть ракурный носитель, но в настоящее время не управляют спутником

Чтобы быть космическим, должно быть способно и активно активно в работе космического корабля . Это включает в себя знание различных тем и развития специализированных навыков, в том числе: аэронавтика ; Астронавтика ; программы для обучения космонавтов ; космическая погода и прогнозирование; Космические операции; эксплуатация различного оборудования; Проект и строительство космического корабля; Атмосферный взлет и возвращение; Орбитальная механика (он же астродинамика); коммуникации; двигатели и ракеты; выполнение эволюций, таких как буксировка, конструкция микрогравитации и док -санитарная стыковка ; Оборудование для обработки груза, опасные грузы и хранение грузов; Космическая палата ; иметь дело с чрезвычайными ситуациями; выживание в космосе и первая помощь; пожарная борьба; жизнеобеспечение . Степень знаний, необходимая в этих областях, зависит от характера работы и типа используемого судна. «Космическое количество» аналогично мореплаванию .

никогда не было миссии экипажа За пределами Земли - Луны . Тем не менее, страны Соединенных Штатов, России, Китая, Европейского космического агентства (ЕКА), а также нескольких корпораций и предприятий имеют планы на разных этапах поездка на Марс (см. Миссию человека на Марс ).

Космические лица могут быть суверенными государствами , наднациональными организациями и частными корпорациями . Космические нации - это те, которые способны независимо строить и запустить ремесло в космос. Растущее число частных организаций стало или становятся космическими.

Глобальная координация

Управление Организации Объединенных Наций по космическому космосу (UNOOSA) было основным многосторонним международным контактом и обменом в области космической деятельности между космическими и не пространственно -флятивными государствами.

Экипажные космические нации

Дополнительная информация: человеческий космический полет

В настоящее время Россия , Соединенные Штаты и Китай являются единственными народами космического оформления экипажа . Страны космического фонда, перечисленные датой запуска первого экипажа:

1. Советский Союз ( Россия ) (1961)
2. Соединенные Штаты (1961)
3. Китай (2003)

Безумные космические нации

Дополнительная информация: график первой орбитальной запуска по стране

Следующие страны или организации разработали свои собственные самолетные транспортные средства, чтобы запустить Unceleed Spacecraft на орбиту либо с собственной территории, либо с иностранной помощью (дата первого запуска в скобках):

1. Советский Союз (1957)
2. Соединенные Штаты (1958)
3. Франция (1965)
4. Италия (1967) ★
5. Австралия (1967) ★
6. Япония (1970)
7. Китай (1970)
8. Великобритания (1971)
9. Европейское космическое агентство (1979)
10. Индия (1980)
11. Израиль (1988)
12. Украина (1991)*
13. Россия (1992)*
14. Иран (2009)
15. Северная Корея (2012)
16. Южная Корея (2013) ★
17. Новая Зеландия (2018) ★

• *Ранее крупный регион в Советском Союзе
• ★ Полностью или частично разрабатывается ракурс

Также в нескольких странах, таких как Канада, Италия и Австралия, имели полузависимые возможности космического покрытия, запуская местные спутники на иностранных пусковых установках. Канада разработала и построила спутники ( Alouette 1 и 2 ) в 1962 и 1965 годах, которые были организованы с использованием пусковых автомобилей США. Италия разработала и построила несколько спутников, а также модули под давлением для международной космической станции . Ранние итальянские спутники были запущены с использованием транспортных средств, предоставленных НАСА, сначала с полета Wallops в 1964 году, а затем из космического корабля в Кении ( платформа Сан -Марко ) в период с 1967 по 1988 год; Италия руководила разработкой программы Rocket Vega в Европейском космическом агентстве с 1998 года. Соединенное Королевство отказалось от своей независимой программы запуска космического пространства в 1972 году в пользу сотрудничества с Европейской организацией разработки запуска (ELDO) на технологиях запуска до 1974 года. Вскоре после успешного запуска WRESAT Австралия отказалась от своей программы запуска и стала единственным. -Европейский член Эльдо.

Суборбитал

Учитывая, что просто запуск объекта за пределами линии Кармана является минимальным требованием SpaceFaring, Германия , с Rocket V-2 , стала первой нации космического покрытия в 1944 году. Следующие страны достигли только суборбитального пространственного полета , запустив местные ракеты или ракеты или оба в суборбитальное пространство:

1. Нацистская Германия (20 июня 1944 г.)
2. Восточная Германия (12 апреля 1957 г.)
3. Канада (5 сентября 1959 г.)
4. Ливан (21 ноября 1962 г.)
5. Швейцария (27 октября 1967 г.)
6. Аргентина (16 апреля 1969 г.)
7. Бразилия (21 сентября 1976 г.)
8. Испания (18 февраля 1981 г.)
9. Западная Германия (1 марта 1981 г.)
10. Ирак (июнь 1984 г.)
11. Южная Африка (1 июня 1989 г.)
12. Швеция (8 мая 1991 г.)
13. Йемен (12 мая 1994 г.)
14. Пакистан (6 апреля 1998 г.)
15. Тайвань (15 декабря 1998 г.)
16. Сирия (1 сентября 2000 г.)
17. Индонезия (29 сентября 2004 г.)
18. Демократическая Республика Конго (2007)
19. Новая Зеландия (30 ноября 2009 г.)
20. Норвегия (27 сентября 2018 г.)
21. Нидерланды (19 сентября 2020 г.)
22. Турция (29 октября 2020 г.)

Смотрите также

• Искусство воздушного ландшафта - визуальное искусство, изображающее появление ландшафта, как рассматривается с самолета или космического корабля
• Список космических кораблей экипажа
• Список зондов солнечной системы
• Список записей Spaceflight - Extreme Clardmarks, выставленные с Земли астронавтами, пусковыми установками и зондами
• СПИСОК НЕПРАВИЛЬНЫХ НАПРАВЛЕНИЯ ПО ПРОГРАММств - Обзор и актуальное руководство по страницам исследования космоса, отображающие короткие описания целей перенаправления.
• Orbiter (Simulator) - видеоигра 2000
• Животные в космосе
• Растения в космосе - рост растений в космическом пространстве
• Частный космический полет - Spaceflight не оплачен государственным агентством
• Пространство и выживание -идея, что долгосрочное присутствие человека требуется, чтобы быть космическим делом
• Пропаганда пространства - пропаганда разведки и/или колонизации пространства
• Космическая колонизация - концепция постоянного человеческого жилья вне земли
• Человеческий форпост - человеческие среды обитания, расположенные в окружающей среде, негостеприимные для людей
• Космическая логистика - логистика для космических путешествий
• Космические путешествия в научной фантастике
• Производство космического корабля - метод, используемый для ускорения космического корабля
• Временная шкала искусственных спутников и космических зондов
• Временная шкала исследования солнечной системы
• История разведки советских космоса на советских марках - исследование космоса на советских марках
• История изучения космоса США на американских марках - Обзор предприятий за Землей, изображенная для простоты американских почтовых расходов
• Шкала Кардашева - мера эволюции цивилизации

Дальнейшее чтение

• Эрик Грегерсон (2010): Руководство по исследованию по вселенной - беспилотные космические миссии , Британская образовательная публикация, ISBN   978-1-61530-052-5 (электронная книга)
• Сара Шолс: «Почему мы никогда не будем жить в космосе: технологические, биологические, психологические и этические проблемы с уходом на Земле», Vol. 329, нет. 3 (октябрь 2023 г.), с. 22–29. «Возможно, наиболее важной проблемой является радиация , что можно управлять для современных астронавтов, летящих на низкоземной орбите, но для людей, путешествующих дальше и дольше», было бы более крупным ». (стр. 25.) «На краю наземных границ люди искали, скажем, золото или более на ферме. В космосе исследователи не могут быть уверены в ценностном предложении в своем пункте назначения». (стр. 27.) «Вредные внешние микробы могут вернуться с астронавтами или оборудованием-риск защиты планеты, вызванный отсталым загрязнением ». (стр. 28.)
• Ребекка Бойл , «Космический поселенец входит в купол ...: очень забавная книга о том, почему жизнь на Марсе - ужасная идея» (обзор Келли Вейнерсмит и Зак Вайнерсмит , город на Марсе: мы можем уладить пространство, если мы должны думали об этом? и Установите пространство , мы действительно 329, нет. 4 (ноябрь 2023 г.), с. 93.

Внешние ссылки

• Аэрокосмическая инженерия в Wikiversity
• Энциклопедия Астронавца
• Основы космического полета
• Тедд Э. Ханкинс; Х. Пол Шуч (1987-03-04). «Размышления - пилотируемые против беспилотного пространства» (PDF) . Получено 2011-04-15 .