Statek kosmiczny w całej swojej różnorodności jest zarówno dumą, jak i troską ludzkości. Ich powstanie poprzedziła wielowiekowa historia rozwoju nauki i techniki. Era kosmiczna, która pozwoliła ludziom spojrzeć na świat, w którym żyją z zewnątrz, przeniosła nas na nowy etap rozwoju. Rakieta w kosmosie nie jest dziś marzeniem, ale przedmiotem troski wysoko wykwalifikowanych specjalistów, którzy stoją przed zadaniem udoskonalenia istniejących technologii. Jakie typy statków kosmicznych są rozróżniane i czym się od siebie różnią zostaną omówione w artykule.
Definicja
Spacecraft to uogólniona nazwa wszelkich urządzeń zaprojektowanych do działania w kosmosie. Istnieje kilka opcji ich klasyfikacji. W najprostszym przypadku rozróżnia się załogowe i automatyczne statki kosmiczne. Te pierwsze z kolei dzielą się na statki kosmiczne i stacje. Różnią się swoimi możliwościami i przeznaczeniem, pod wieloma względami są do siebie podobne pod względem konstrukcji i zastosowanego wyposażenia.
Funkcje lotu
Każdy statek kosmiczny poStart przechodzi przez trzy główne etapy: wystrzelenie na orbitę, rzeczywisty lot i lądowanie. Pierwszy etap polega na rozwijaniu przez aparat prędkości niezbędnej do wejścia w przestrzeń kosmiczną. Aby dostać się na orbitę, jego wartość musi wynosić 7,9 km/s. Całkowite pokonanie ziemskiej grawitacji wiąże się z wytworzeniem drugiej prędkości kosmicznej równej 11,2 km/s. W ten sposób rakieta porusza się w kosmosie, gdy jej celem są odległe części przestrzeni Wszechświata.
Po uwolnieniu z atrakcji następuje drugi etap. W trakcie lotu orbitalnego ruch statku kosmicznego odbywa się na zasadzie bezwładności, z powodu nadanego im przyspieszenia. Wreszcie etap lądowania polega na zmniejszeniu prędkości statku, satelity lub stacji do prawie zera.
Nadzienie
Każdy statek kosmiczny jest wyposażony w sprzęt pasujący do zadań, które ma rozwiązać. Jednak główna rozbieżność dotyczy tak zwanego sprzętu docelowego, który jest niezbędny tylko do pozyskiwania danych i różnych badań naukowych. Reszta wyposażenia statku kosmicznego jest podobna. Obejmuje następujące systemy:
- zaopatrzenie w energię - najczęściej baterie słoneczne lub radioizotopowe, baterie chemiczne, reaktory jądrowe zaopatrują statki kosmiczne w niezbędną energię;
- komunikacja - odbywa się za pomocą sygnału fal radiowych, w znacznej odległości od Ziemi, dokładne wycelowanie anteny staje się szczególnie ważne;
- podtrzymanie życia - system jest typowy dla załogowych statków kosmicznych, dzięki temu możliwe jest pozostanie na pokładzie ludzi;
- orientacja - jak wszystkie inne statki, statki kosmiczne są wyposażone w sprzęt do ciągłego określania własnej pozycji w kosmosie;
- ruch - silniki statków kosmicznych umożliwiają dokonywanie zmian w prędkości lotu, a także w jego kierunku.
Klasyfikacja
Jednym z głównych kryteriów podziału statków kosmicznych na typy jest sposób ich działania, który określa ich możliwości. Na tej podstawie rozróżnia się urządzenia:
- znajduje się na orbicie geocentrycznej lub sztucznych satelitach Ziemi;
- dla których celem jest badanie odległych obszarów kosmosu - automatyczne stacje międzyplanetarne;
- służy do dostarczania ludzi lub niezbędnych ładunków na orbitę naszej planety, nazywane są statkami kosmicznymi, mogą być automatyczne lub załogowe;
- zaprojektowane, aby utrzymywać ludzi w kosmosie przez długi czas, są to stacje orbitalne;
- zaangażowani w dostarczanie ludzi i ładunków z orbity na powierzchnię planety, nazywa się je schodzeniem;
- zdolne do eksploracji planety, znajdującej się bezpośrednio na jej powierzchni i poruszania się wokół niej, są to łaziki planetarne.
Przyjrzyjmy się bliżej niektórym typom.
AES (sztuczne satelity naziemne)
Pierwsze pojazdy wystrzelone w kosmos były sztucznesatelity ziemi. Fizyka i jej prawa sprawiają, że wystrzelenie takiego urządzenia na orbitę jest trudnym zadaniem. Każdy aparat musi pokonać grawitację planety, a następnie nie spaść na nią. Aby to zrobić, satelita musi poruszać się z pierwszą prędkością kosmiczną lub nieco szybciej. Nad naszą planetą rozróżnia się warunkową dolną granicę możliwej lokalizacji sztucznego satelity (przechodzi na wysokości 300 km). Bliższe umieszczenie doprowadzi do dość szybkiego spowolnienia urządzenia w warunkach atmosferycznych.
Początkowo tylko pojazdy nośne mogły dostarczać sztuczne satelity Ziemi na orbitę. Fizyka jednak nie stoi w miejscu i dziś opracowywane są nowe metody. Tak więc jedną z często stosowanych ostatnio metod jest wystrzelenie z innego satelity. W planach są również inne opcje.
Orbity statków kosmicznych krążących wokół Ziemi mogą leżeć na różnych wysokościach. Oczywiście od tego zależy również czas potrzebny na jedno koło. Satelity o okresie obrotu równym dobie umieszczane są na tzw. orbicie geostacjonarnej. Uważany jest za najcenniejszy, ponieważ urządzenia na nim umieszczone wydają się ziemskiemu obserwatorowi nieruchome, co oznacza, że nie ma potrzeby tworzenia mechanizmów anten obrotowych.
AMS (automatyczne stacje międzyplanetarne)
Naukowcy otrzymują ogromną ilość informacji o różnych obiektach Układu Słonecznego za pomocą statku kosmicznego wysłanego poza orbitę geocentryczną. Obiekty AMS to planety, asteroidy, komety, a nawetgalaktyki dostępne do obserwacji. Zadania, jakie stawiane są takim urządzeniom, wymagają ogromnej wiedzy i wysiłku od inżynierów i badaczy. Misje AWS są uosobieniem postępu technologicznego i jednocześnie jego bodźcem.
Załogowy statek kosmiczny
Pojazdy zaprojektowane w celu dostarczenia ludzi do wyznaczonego celu i zwrócenia ich z powrotem, pod względem technologicznym, w niczym nie ustępują opisanym typom. Wostok-1, na którym Jurij Gagarin odbył swój lot, należy do tego typu.
Najtrudniejszym zadaniem twórców załogowego statku kosmicznego jest zapewnienie bezpieczeństwa załogi podczas powrotu na Ziemię. Istotną częścią tego typu urządzeń jest również system ratownictwa ratunkowego, który może okazać się niezbędny podczas wodowania statku w kosmos za pomocą pojazdu nośnego.
Statki kosmiczne, jak każda astronautyka, są stale ulepszane. Ostatnio w mediach często można było zobaczyć doniesienia o działalności sondy Rosetta i lądownika Philae. Ucieleśniają wszystkie najnowsze osiągnięcia w dziedzinie budowy statków kosmicznych, obliczania ruchu aparatu i tak dalej. Lądowanie sondy Philae na komecie jest uważane za wydarzenie porównywalne z lotem Gagarina. Najciekawsze jest to, że nie jest to korona możliwości ludzkości. Wciąż czekamy na nowe odkrycia i osiągnięcia zarówno w zakresie eksploracji kosmosu, jak i budowy samolotów.
