В теории давно доказано, что существует бессчетное число планет, на поверхности которых присутствуют более чем приемлемые условия для зарождения жизни. И такие потенциально обитаемые миры находятся не так уж и далеко от нас, в рамках бескрайней Вселенной, конечно же. За последние 3 года ученые обнаружили более 250 планет, находящихся в обитаемых зонах, т.е. на таком удаление от своих звезд, при котором на их поверхности может существовать вода в жидком виде — важнейший строительный кирпичик для начала формирования любого живого организма.

Исходя из того, что большинство таких планет находятся более чем в 300 световых годах от Земли, можно сделать вывод, что экспедиция к ним при нынешнем уровне развитии космонавтики — просто невыполнимая задача, т.к. займет как минимум 5 миллионов лет (с учетом того, что скорость самого быстродвижущегося космического аппарата Вояджер-1 составляет 17 км/c).

На этой неделе исследовательская группа Гарвардского университета выступила с заявлением об обнаружении целой группы двойников Земли, находящихся у нас «под боком», всего в 13 световых годах! Более того, ученые заявили, что ~6% всех красных карликов во Вселенной – это центральные звезды планет, где присутствуют все условия для зарождения жизни.
Читать дальше>>

«Пердеж по почте» (Fart By Mail) – калифорнийская почтовая служба, организованная неким Заком Фрайдбергом (Zach Friedberg), дающая своим клиентам шанс отправить друзьям или врагам вонючее приветствие, которое, если быть совсем уж честным, пахнет как самые настоящие какашки!
Читать дальше>>

Это Глизе 163c и там мечтают жить все микробы Земли

В семействе кандидатов на звание потенциально обитаемых миров пополнение – недавно обнаруженная астрономами суперземля Глизе 163c (Gliese 163c), на которой, по предварительным данным, условия проживания куда лучше, чем на большинстве ранее обнаруженных экзопланет. Читать дальше>>

После полета Ю.А. Гагарина энтузиазм охватил многих сотрудников ОКБ-1 и не только их. В отдел Тихонравова стали поступать заявления с просьбой о зачислении в отряд космонавтов. В конце 1962 года Королев собрал в кабинете Михаила Клавдиевича 60 инженеров со стажем работы в ОКБ не менее трех лет. Он побеседовал с каждым, выслушал доводы, побудившие подать заявление. С особым вниманием отнесся к выступлениям Г.Ю. Максимова, возглавлявшего сектор по автоматам и ТМК, и К.П. Феоктистова, возглавлявшего сектор по кораблям «Восток» (рис.1). Константина Петровича он трижды просил сделать выбор между проектной работой и полетами, пока не услышал четкого ответа в пользу полетов.

Рис 1. Легендарный советский космический аппарат «Восток», предназначенного для пилотируемых миссий по околоземной орбите

Завершая встречу, Королев сообщил, что со следующей недели все должны будут пройти сорокадневное медицинское обследование в военном авиационном госпитале, и успешно прошедшие медкомиссию приступят к подготовке к полетам. Затем он обрисовал присутствующим яркую картину их участия в покорении космоса, в том числе в межпланетных полетах. Многие восприняли это как красивую, но далекую романтическую перспективу, не зная, что в этом кабинете регулярно обсуждается проект марсианской экспедиции. Мне, как его непосредственному разработчику, хотелось крикнуть: «Ребята, это не сказка — мы уже проектируем межпланетный корабль!» Но Королев не счел нужным посвящать сотрудников в детали далеко идущих планов.

Через неделю мы не отправились на медкомиссию, не отправились и через месяц. В этот период Сергей Павлович занимался организацией ИМБП, которому и предстояло формировать специальный отряд космонавтов, однако по существовавшему постановлению правительства отбором космонавтов занимались военные медики, и изменение порядка проходило с трудностями. Нетерпеливые претенденты стали обращаться к Королеву с вопросом, почему так долго нет медкомиссии, что, в конце концов, вызвало его резко негативную реакцию. Вопрос повис в воздухе.

Оценив ситуацию, я пригласил сотрудников нашего 9-го отдела и предложил, учитывая, что решение вопроса откладывается на неопределенный срок, использовать появившееся время для проведения оздоровительных мероприятий. Предложение одобрили, написали протокол, избрали оргбюро, мне поручили написать предложения и разработать план тренировок, что и было сделано.

Когда я обратился к Тихонравову, чтобы подписать письмо в военный госпиталь для организации медицинского контроля в период занятий, Михаил Клавдиевич сказал, что нужно посоветоваться с Сергеем Павловичем. Опасаясь реакции Королева, я категорически возразил и тут же договорился без всякого письма о проведении медосмотров в городском физкультурном диспансере. Несмотря на мои отчаянные протесты, Тихонравов все-таки отправился к Королеву.

Вернувшись, он сказал, что идея Сергею Павловичу понравилась, и он распорядился составить список на 60 человек за его подписью. Тихонравов передал мне папки с заявлениями претендентов — их набиралось несколько сотен, и попросил навести в них порядок. Процесс, что называется, пошел, и я невольно оказался в роли организатора. В моей плановой тетради в июне 1963 года появился пункт — «7. Разобрать папку Тихонравова и подготовить письма». Следующий — «8. Оформить отпуск» — зачеркнут. Отпуск был отменен. Появились и два других пункта — «9. Нарисовать несколько вариантов новой компоновки (с аэродинамическим торможением). 10. Нарисовать выбранный вариант». А также с июля 1963 года, в соответствии с планом тренировок, нужно было организовать спортивные занятия на базе спортклуба «Вымпел» и парашютную подготовку в нашем аэроклубе (в ОКБ-1 в те времена был свой аэроклуб). Прыжки проводились на аэродроме в Мячиково.

В начале 1964 года появилась необходимость сформировать экипаж для разрабатывавшегося трехместного корабля «Восход». Мне позвонила секретарь М.В. Келдыша и попросила назвать три фамилии для включения в общий список Академии наук. Я доложил Тихонравову, однако реакции не последовало. В последующие дни меня терроризировали наши претенденты сообщениями, что уже отобрали два десятка врачей, что легли на обследование тридцать геологов и астрономов. Я под их давлением наседал на Тихонравова, а он лишь отшучивался: «Владимир Евграфович, без нас не улетят». Вскоре он сообщил мне, что мы, по поручению Королева (он был на полигоне), должны подготовить список на 15 человек. Просматривая старый перечень, Михаил Клавдиевич обсуждал каждого специалиста, ставил красные кружочки против выбранных кандидатур. Иногда советовался со мной, но я не считал себя вправе высказываться за или против, а лишь помогал ему рассуждать. Как знать, может быть, для кого-то из наших ребят звездный час пробил именно в тот момент, с легкой руки Тихонравова. Список был подготовлен и передан в отдел кадров.

После возвращения Королева с полигона команда была приглашена к нему на беседу, но не вся. Из списка исчезли фамилии А. Елисеева, проявившего инициативу и самостоятельно договорившегося лечь на обследование, и В. Севастьянова, о намерении которого лететь якобы сообщил Королеву журналист на банкете. Я был вычеркнут отделом кадров — до установленного стажа работы в ОКБ-1 не менее трех лет не хватало двух месяцев (при общем восьмилетнем стаже). Кстати, при подготовке списков я просил Тихонравова обратиться к Королеву на полигон за разрешением оставить там В. Кубасова, стаж которого был два с половиной года. Сергей Павлович разрешил.

Советские космонавты, отобранные для марсианской миссии Королева

К июню 1964 года из группы в 11 человек, направленных в Центральный военный научно-исследовательский авиационный госпиталь (ЦВНИАГ) ВВС, были отчислены В. Зайцев, О. Козюпа, Е. Фролов и А. Сидоров. Положительное заключение получили В. Волков, Г. Гречко, В. Кубасов, О. Макаров, Н. Рукавишников, К. Феоктистов и В. Яздовский.

Выбор кандидата на предстоящий полет в трехместном корабле, вероятно, еще до комиссии был сделан Королевым в пользу Феоктистова — основного проектанта по кораблям «Восток» и «Восход». Совершив 12 октября 1964 года полет на трехместном «Восходе», он стал первым гражданским космонавтом. Это был важный положительный опыт, позволивший Королеву продолжить усилия по созданию задуманного им отряда космонавтов в ОКБ-1.

Отбор специалистов для отряда космонавтов и их подготовка были поручены вновь образованному отделу С.Н. Анохина. Как-то осенью ко мне пришли ребята из нашей команды и выразили озабоченность, что Анохин набирает кандидатов в отряд, а наши прежние списки в расчет не принимает. Я позвонил Анохину, представился, он мне сразу сказал, что моя фамилия в списках есть, а про остальные списки ему Королев ничего не говорил.

Ребята наседали, да и я чувствовал обязанность предотвратить надвигающуюся неразбериху. Тихонравова не было, я обратился к Бушуеву. Он выслушал меня и спросил — но вы-то в списках есть? Я ответил, что есть, он спешил и не мог понять, что же мне надо. Я пошел к Королеву, и там меня ждал небольшой психологический этюд.

Сергей Павлович, отложив дела, внимательно слушал, пока я объяснял, какие папки с какими списками определил Тихонравов, и что Анохин, не учитывая их, формирует новые. Выслушав, он откинулся в кресле и, отдыхая от текучки, позволил себе помечтать о том, что когда-то космическими монтажниками будет собран на орбите межпланетный корабль, и кто-то отправится на нем в полет к Марсу. А пока, сказал он, возвращаясь к действительности, нам нужно обязательно к Новому году закончить эскизный проект по ЛЗ. И в заключение неожиданно добавил: «Ну, хорошо, передайте Анохину, чтобы он вас включил». Я был совершенно обескуражен и не успел собраться с мыслями, как объяснять все сначала, вдруг открылась дверь, и вошел Бушуев. Увидев меня, спросил: «А вы что здесь делаете?» Я ответил, что пришел с тем же вопросом. Он удивился и «помог» мне, сказав: «Но вы же есть в списках». Обменявшись несколькими словами с Королевым, Бушуев вышел. Я вновь стал объяснять, но уже используя для убедительности мраморное пресс-папье и другие предметы на столе. Сергей Павлович внимательно меня выслушал еще раз и невозмутимо повторил: «Ну, хорошо, передайте Анохину, чтобы вас включил». Я готов был провалиться сквозь землю. Не объяснять же в третий раз! Промямлив что-то вроде извинения, что отнял время, и что приду еще раз с Анохиным, я попрощался и вышел. Подавленный, позвонил Анохину и долго объяснял ему, какой я бестолковый, предложил взять папки и отправиться к Королеву вдвоем. Терпеливо выслушав меня, Анохин ответил: «Да, мне сейчас позвонил Сергей Павлович и сказал, что, в первую очередь, нужно реализовать список № 1 из синей папки, затем…» И далее все то, что я, как мне казалось, безуспешно пытался ему объяснить. Вот такой этюд. Видимо, он хотел убедиться, что я действительно пришел хлопотать за ребят, а не за себя.

В конце 1964 года Королев посетил ИМБП, встретился с руководством и принципиально договорился о начале отбора, а в начале 1965 года я получил от него указание поехать в ИМБП и определить конкретный порядок обследования наших специалистов. Весной 1965 года начались амбулаторные, а затем и стационарные обследования. Успешно прошли медкомиссию 12 человек, и формирование отряда застопорилось — в ОКБ-1 проводилась напряженная работа по нескольким модификациям пилотируемых кораблей.

Расширить свой кругозор и узнать все самое интересное, что происходит в нашем мире Вам поможет сайт pro-interesnoe.ru. Так, посетив этот любопытнейший интернет-ресурс прямо сейчас, Вам станет известно, что мультипликационный фильм «Мадагаскар 3» установил рекорд в российском кинопрокате, ношение одежды не по размеру приводит к болезням, а в Пакистане родился шестиногий мальчик-паук!

Главная цель работ по БРДД — доставка мощного заряда на максимальную дальность. Исследования в этом направлении привели к созданию серии ракет следующего поколения — межконтинентальных (рис. 2.4.1).

Р-7 — первая межконтинентальная баллистическая ракета, при разработке которой в 1953 году были уточнены первоначальные проектные требования к массе доставляемой головной части ракеты, увеличившейся с 3000 до 5500 кг. Это повлекло за собой существенное форсирование технических характеристик изделия и принятия целого ряда нетрадиционных решений, причем в ее конструкции впервые была применена пакетная схема. На центральном блоке закреплялись четыре боковых с унифицированными ЖРД с тягой 80-90 тс. При старте включались двигатели всех пяти блоков первой ступени, а после отделения боковых продолжал работать только центральный блок — вторая ступень.

Ракета Р-7

Стартовый вес Р-7 составлял 280 т, поэтому для уменьшения веса конструкции сухой ракеты на пусковом столе она подвешивалась на специальных самоотводящихся при старте фермах, что позволяло разгрузить нижнюю часть ракеты при стоянке после заправки. Серьезной проблемой оказалось и сохранение головной части ракеты, скорость входа которой в плотные слои атмосферы увеличилась в 2,5 раза по сравнению с предыдущими, и составляла 7900 м/с.

Первый успешный пуск Р-7 состоялся 21 августа 1957 года. Через полтора месяца, 4 октября 1957 года эта ракета вывела на околоземную орбиту первый в мире искусственный спутник Земли, открыв тем самым космическую эру. В марте 1958 года полет Р-7 впервые прошел с полным успехом — головная часть достигла цели без разрушения. В январе 1960 года ракета была принята на вооружение, а впоследствии ее сменила модификация Р-7А, способная доставить ядерный заряд в любую точку на территории противника.

С 1957 года серийный выпуск ракеты Р-7 был передан в Куйбышев (ныне Самара), на завод «Прогресс», при котором был образован филиал № 3 ОКБ-1 под руководством ведущего конструктора по ракете Р-7А Д.И. Козлова, в дальнейшем генерального конструктора ЦСКБ, академика, Дважды Героя Социалистического Труда. Он обеспечил серийное изготовление модификаций ракеты Р-7 — «Спутник», «Восток», «Молния», «Восток», «Союз» и их дальнейшее совершенствование.

Успехи, достигнутые в создании боевых ракетных комплексов, мало изменили количественное соотношение американских и советских стратегических ядерных сил.

К концу первого послевоенного десятилетия оно расценивалось как 20:1 не в нашу пользу. Тем не менее, запуск первого искусственного спутника Земли продемонстрировал всему миру техническое превосходство СССР в космосе и поколебал уверенность во всемогуществе США. В дальнейшем для гарантии безопасности страны предстояло наращивать количество боевых межконтинентальных ракет, стоящих на боевом дежурстве и принятых на вооружение, совершенствовать их технические и эксплуатационные характеристики. Эта работа велась неустанно и с максимальным напряжением сил.

Ракета Р-9А, установленная рядом с Центральным музеем Вооруженных Сил, Москва

Р-9А — межконтинентальная баллистическая ракета на кислородно-керосиновом топливе, с дальностью 13000 км, стартовой массой 81 т и полезной нагрузкой 1,7 т. В 1963 году впервые стартовала из шахты. Этот пуск положил начало строительству серийных шахтных стартовых комплексов по всей стране. В 1965 году ракета была принята на вооружение, а ее серийное изготовление с 1963 года осуществлял все тот же куйбышевский завод «Прогресс».

ГР-1 — трехступенчатая глобальная ракета могла доставить ядерный заряд в любую точку земного шара с любого направления. Производство не было начато в связи с принятыми международными соглашениями.

РТ-2 — первая стратегическая межконтинентальная ракета на твердом топливе со стартовой массой 51 т и массой боезаряда 500 кг при дальности 10 000-12 000 км, и 1400 кг — при дальности 4000-5000 км. Это один из самых совершенных комплексов, который стал на вооружение в 1972 году и существенно повлиял на поддержание ракетно-ядерного равновесия с США. Разработка ракеты началась с 1959 года, в 1962-1963 годах прошли летные испытания, и в феврале 1966 года состоялся первый успешный пуск. Опыт проектирования РТ-2 спустя годы был использован Московским институтом теплотехники при создании мобильных ракетных комплексов, в том числе знаменитого «Тополя». Их главным конструктором стал А.Д. Надирадзе, академик, Дважды Герой Социалистического Труда.

Только на сайте www.rezina.ua Вы всегда сможете купить качественные шины ведущих мировых производителей. Так, например, комплект зимней резины Debica Frigo обойдет Вам всего в 1 600 грн.

Этот кратер в 5 см броне шаттла, участвовавшего в миссии НАСА Solar Maximum Mission, пробил крошечный обломок орбитального мусора

На типичных для низкоорбитальных космических объектов скоростях столкновения атакующая частица обычно расплавляется или даже испаряется, а мельчайшие осколки или расплав либо образуют большой кратер в щите, либо пробивают его насквозь, в зависимости от толщины щита. Чтобы монолитный щит защищал от высокоскоростного удара (от перфорации), его толщина должна быть пропорциональна второй или третьей степени скорости столкновения [Swift, 1982; Cour-Palais, 1985, 1987]. При скоростях удара более 2…3 км/с многослойный щит (например, бампер Уиппла) эффективнее монолитного. Экспериментальные и теоретические данные показывают, что при типовой скорости удара в области низких орбит бампер Уиппла обеспечивает защиту, эквивалентную защите монолитного в 10…20 раз более массивного, чем бампер [Swift, 1982].

Когда высокоскоростной снаряд ударяется в бампер многослойного щита Уиппла, их взаимодействие возбуждает обратную ударную волну, разрушающую, расплавляющую и даже испаряющую материал снаряда. Затем мелкие и уже более медленные частицы движутся от бампера к следующему, улавливающему слою (кэтчеру) и, ударяясь в него, распределяют энергию удара (ее оставшуюся часть) по большей площади. При этом каждая мелкая частица обладает малой энергией и создает меньший момент. Поэтому кэтчер может быть более тонким, чем монолитный щит. Многослойный щит защищает не только от высокоскоростных частиц км, но и от медленно летящих, которые просто пробивают бампер и останавливаются более толстым кэтчером.

Толщина бампера и кэтчера выбирается с учетом самого быстрого, самого крупного и самого высокоэнергичного из ожидаемых атакующих КО, а промежуток между ними должен оптимизировать распределение энергии КО.

Международная космическая станция – настоящая бронированная крепость, которая может устоять под натиском космического мусора диаметром до 25 см

Разработано много усовершенствованных вариантов щита Уиппла, снижающих суммарную его массу для защиты КА в конкретной среде и уменьшающих масштабы вторичного осколкообразования при ударе — в том числе и для защиты МКС [Christiansen, 1994; Christiansen, Kerr, 1993; Cour-Palais, Crews, 1990; Lambert, 1994].

Системы активной защиты КА включают также средства наблюдения (бортовые или наземные) для предупреждения оператора о грозящем столкновении и механизмы для защиты критических компонент и/или двигатели для выполнения маневра уклонения от столкновения. На сегодняшний день в качестве предупреждающих сенсоров используются наземные средства наблюдения, прежде всего СККП. На основе наблюдений рассчитываются потенциальные сближения КА с каталогизированными КО. В случае превышения вероятности столкновения допустимого уровня риска с помощью маневровых двигателей совершается маневр уклонения. Основы маневров уклонения от столкновения изложены в работе [Foster, Stansbery, 2003] и ряде документов НАСА.

Существуют и другие проекты активной защиты. Например, бортовые сенсоры обнаруживают приближение КО, после чего закрываются шторки над чувствительным компонентом КА или он разворачивается, подставляя приближающемуся объекту более защищенную сторону. Могут также выбрасываться особые щиты навстречу атакующему КО, или использоваться оружие направленной энергии (лазер, плазма и т. п.) для отклонения или разрушения приближающегося объекта [Schall, 1993; Settecerri, Beraun, 1993].

Проблема всех схем активной защиты в том, что они требуют упрежденного обнаружения опасности столкновения. Из-за высоких скоростей сближения, зачастую свыше 15 км/с, это упреждение должно быть весьма значительным — за сотни километров до встречи. При этом требуется не только обнаружение, но и устойчивое слежение за КО с целью получения точной координатной информации о нем, которая позволила бы однозначно сказать, будет ли в действительности столкновение. В НАСА есть модель SBRAM для предварительной оценки опасности для действующих КА со стороны каких-либо КО через дни, недели и месяцы [Krisko et al., 2005; Matney, 1998, 2000].

Казалось бы, естественно разместить все компоненты системы активной защиты (включая сенсоры) на борту защищаемого КА. Но это только на первый взгляд. Требования к системам, способным своевременно обнаружить на достаточном расстоянии и сопровождать среднеразмерный КО, очень высоки и сегодня практически не реализуемы. В частности, бортовой радар должен иметь чрезвычайно высокую мощность, оптика — от десятков до сотен сантиметров в диаметре. Сенсоры должны обладать широким полем зрения для обнаружения набегающих КО со всех ресурсов.

В [Orbital., 1995] приводится такой пример и соответствующий расчет. Низкоорбитальный КА массой 1 т оборудован сенсором, способным предупреждать с расстояния 100 км о потенциальном столкновении с точностью, при которой КА мог бы избежать столкновения, сместившись на 25 м в сторону. В заданных условиях на маневр потребуется 5 с. Для этого нужен реактивный двигатель с тягой 2 кН (типичные реактивные двигатели для коррекции орбит имеют тягу 1 кН). Если бы 375-тонной МКС понадобился такой маневр, нужен был бы реактивный двигатель с тягой 750 кН (такой же, как у второй ступени РН «Ариан-4»). К тому же, ускорение в таком маневре превысит допустимые нагрузки на выносные структуры (солнечные панели и т. п.). Снизить эти нагрузки можно за счет увеличения расстояния обнаружения КО, но тогда придется увеличивать мощность сенсора. Тронешь в одном месте — поползет в другом.

Наземные средства СККП уже широко используются для предупреждения о сближении с каталогизированными КО действующих КА, в том числе МКС. Имея большое число весьма совершенных средств наблюдения, рассредоточенных практически глобально, они не испытывают дефицита времени на предупреждение. Однако у них есть ограничения на размер обнаруживаемых КО и слежения за ними (минимум 10 см), а также на точность прогнозирования их движения.

Наземная система предупреждения о столкновениях должна отвечать трем очевидным требованиям:

• каталог КО системы содержит динамически обновляемую координатную информацию о всех опасных КО, траектории которых пересекают орбиту защищаемого КА;

• система обеспечивает достаточно высокую точность измерительной информации, чтобы уровень ложных тревог был низким и исключал лишние маневры ухода;

• защищаемый КА способен реагировать на предупреждение уходом от столкновения или выполнением других активных мер защиты.

Современные системы предупреждения о столкновениях, к сожалению, не отвечают этим требованиям. Существующие каталоги не полные в части объектов размером менее 10…20 см и не включают большинство потенциально опасных КО. Непредсказуемость состояния верхней атмосферы и, как следствие, неточность прогнозирования будущего положения сближающихся объектов делает неизбежным ненужные маневры (из-за требования значительного упреждения выдачи сигнала об опасности). Эта неопределенность также не позволяет точно и своевременно предсказать параметры ожидаемого столкновения для большинства существующих КА и точного расчета установок на маневр. Необходимые характеристики сенсоров для активной защиты КА достигаются сложными и дорогостоящими техническими решениями. Поэтому такую защиту имеет смысл применять только для пилотируемых и очень дорогих КА.

Даже при наличии эффективной системы предупреждения многие методы активной защиты могут оказаться физически не реализуемыми. Например, схема встречного обстрела атакующего КО требует большей мощности (десятки киловатт), чем может обеспечить современное оборудование КА. Маневр уклонения при срочном предупреждении может оказаться выполнимым лишь при наличии очень мощного реактивного двигателя и весьма жесткой конструкции КА, чтобы выдержать резкий маневр.

Что касается операционной защиты, то она включает избыточность и дублирование оборудования, специальную архитектуру дизайна. Большинство схем операционной защиты направлены не на снижение угрозы удара КМ, а на минимизацию вероятности отказа КА из-за сбоя отдельной его компоненты по любой причине, не обязательно связанной с КМ. Операционно обеспечивается лишь щадящий режим снижения качества функционирования КА при нештатном или некачественном функционировании какой-либо компоненты. Например, термопокрытие проектируется таким образом, чтобы оно сначала обеспечивало более чем достаточный термоконтроль, а его нижние слои плавно снижали свои термозащитные свойства при более жестких чем проектные воздействиях внешней среды. Солнечные панели устанавливаются большей площади, чем нужно для снабжения КА электроэнергией. Электронное оборудование и двигательная техника обычно дублируется в 2…3 раза. Такая операционная избыточность применяется и в многообъектовых космических системах. Например, в американской GPS (и российской ГЛоНАСС) используется больше спутников на орбитах, чем это требуется.

Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».

Нет сомнений, что при конструировании КА и разработке программы миссии игнорирование угрозы со стороны КМ по меньшей мере безответственно. В современном проектировании КА необходимо получить количественную оценку этой угрозы. Для этого конструктор должен проанализировать конкретную среду на пути будущего КА и четко представить себе уязвимость КА в этой среде.

Уже создано много аналитических, экспериментальных методов и инструментов для решения этой задачи. Но, пользуясь ими, мы не должны забывать о связанных с ними допущениях, ограничениях и неопределенностях.

Проектирование КА и его миссии состоит из целого ряда этапов. Каждый из которых в определенной, иногда весьма значительной степени, связан ограничениями, следующими из решений, принятых на предыдущих этапах. Чтобы избавиться от некоторых ограничений, если в этом возникает необходимость, приходится возвращаться к более ранним этапам и выполнять перепроектирование, что увеличивает стоимость проекта. Чем раньше КМ вводится как фактор в процессе проектирования, тем дешевле обойдется проект и более органично будет учтена реальность космического мусора в окончательной версии проекта.

Для каждого КА решение индивидуально, отлично от решений, принятых для других, так как количественная мера угрозы со стороны КМ, допустимого риска, конструкции и стоимости защиты напрямую зависит от массы, размеров, конфигурации аппарата, его рабочей орбиты, решаемых им задач.

Проектирование КА военного назначения должно подчиняться требованиям, подчас радикально отличным от принятых при создании наземного вооружения. Например, при проектировании космического кинетического оружия поражения необходимо учитывать, что наземных условиях выстрел снарядом (или пулей) имеет результатом попадание или промах. Сразу после этого снаряд или пуля, как правило, перестают существовать как таковые, т. е. уже не представляют опасности. В космосе при промахе кинетический снаряд продолжает полет с огромной космической скоростью и, следовательно, продолжает сохранять опасность, в том числе и для стороны, осуществившей выстрел.

Общий поток км, который встретит на своем пути проектируемый КА, зависит от высоты и наклонения орбиты, его размеров и формы, ориентации по отношению к вектору скорости потока КМ, продолжительности миссии, текущего уровня солнечной активности. К настоящему времени создано множество моделей засоренности ОКП (и ее прогнозирования), которые могут быть использованы для оценки потока и они постоянно совершенствуются [Kessler et al., 1989, 1994; Krisko, 2009, 2010, 2011a; Sdunnus, Klinkrad, 1993; Xu et al., 2011].

Проект космической станции «Freedom» был разработан в 1980-х гг., как ответ на запуск советской станции МИР, но так и не был завершен ввиду своей дороговизны и распада СССР – как главной первопричины необходимости создания «Freedom’а».

В 1998 году модернизированный модуль «Freedom» был включен в состав МКС, и составил американский сегмент станции.

Как только поток КМ определен и построено распределение углов атаки его элементов, можно оценить ожидаемое количество ударов по каждой компоненте КА за заданный период времени. В расчете учитывается и взаимное расположение компонент, экранирование каждой другими. Для этого существуют методики, которые использовались еще для анализа проектов ОС «Фридом», МКК «Шаттл», КА LDEF, ОК «Мир», МКС [Christiansen, 1993; Orbital…, 1995].

Количество ударов и их характеристики — это лишь исходная информация для определения ожидаемых последствий и влияния на выполнение КА своей миссии, т. е. оценка вероятности отказов и сбоев компонент и аппарата в целом. При этом нужно рассматривать следующие виды последствий ударов:

• выход из строя критических компонент (часто приводящие к отказу всего КА);
  
• повреждения после ударов высокоскоростных фрагментов; воздействие импульсных нагрузок от удара; влияние плазмы;
  
• изменение влияния данного повреждения во времени;
  
• поверхностная деградация от ударов.
  

Уязвимость КА в потоке км может быть определена как комбинация вероятностей отказов его различных компонент вследствие ударов КМ с учетом важности (критичности) каждой компоненты и их дублирования (избыточности).

Оценка уязвимости КА считается основанием для определения степени и вида защиты КА. В настоящее время применяются три вида защиты — пассивная, активная и операционная («стандарт» IADC). Пассивная защита — это не что иное как бронирование КА или его компонент. Активная — предполагает использование средств наблюдения для обеспечения заблаговременного предупреждения о грозящем столкновении и последующее применение мер защиты критических компонент КА или совершение маневра уклонения от потенциального столкновения. Операционная защита предусматривает изменение дизайна КА с допущением возможности умеренной деградации КА или изменения его функций с целью снижения общего риска для миссии. Задача конструктора КА — найти компромисс между стоимостью реализации каждого метода и выигрышем.

Бронирование, с одной стороны, защищает КА от ударов мелкого и, в меньшей степени, среднеразмерного КМ, с другой, удорожает конструкцию и выведение аппарата в космос, уменьшает массу полезного груза. Разумеется, масса брони пропорциональна размеру и массе частиц, от которых она защищает. ‘К счастью’, с большей вероятностью КА подвергается ударам мелкого КМ, чем среднеразмерного и тем более крупного. Поэтому защищать броней от удара крупного КО не имеет смысла из-за малой вероятности столкновения и неспособности уберечь КА от разрушения, если столкновение все же произойдет.

Сам выбор конкретного защитного покрытия — это по сути компромисс между: допустимым уровнем риска повреждения КА или его критических компонент; добавленной массой щита и допустимым снижением массы полезного груза. Не следует также забывать, что добавление брони увеличивает не только массу аппарата, но и площадь его поперечного сечения. Это два больших минуса как с точки зрения повышения засоренности космоса в перспективе, так и увеличения вероятности столкновения с КМ.

Некоторую роль защиты КА выполняет его скелетная конструкция, которая должна быть достаточно массивной и прочной, чтобы выдержать пусковые нагрузки.

В космической индустрии используются два типа щитов — монолитный и многослойный с промежутками. Достоинство первого — простота и малый объем. Многослойный — обеспечивает лучшую защиту от высокоскоростного КМ, чем монолитный, при той же массе. Монолитный щит естественно использовать для защиты от мелкого КМ при средних и низких скоростях удара, когда энергия атакующей частицы слишком низка, чтобы сама частица разрушилась. В этом случае щит эффективен потому, что его масса достаточно велика, чтобы абсорбировать и рассеять энергию удара.

Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».

В преддверие ярких солнечных дней настоятельно рекомендую всем модницам посетить интернет магазин брендовых сумок, найти который можно по адресу www.brandsumka.ru.

Но не всегда люди в древности могли наблюдать повторяющиеся, регулярные явления. Иногда происходило необъяснимое: черноту ночи прорезал огненный хвост огромной кометы; страшные землетрясения разрушали города, и порожденные ими огромные морские волны обрушивались на побережья; внезапно выйдя из берегов, реки затапливали плодородные долины; вулканы, извергаясь, выбрасывали тучи раскаленного пепла, и огненно-красные реки жидкой лавы уничтожали все на своем пути. Неразвитый ум человека не мог дать правильного объяснения этим явлениям, и, как всегда бывает в таких случаях, на помощь приходила вера в сверхъестественное. Сейчас мы с интересом изучаем миф о Фаэтоне — поэтическое переложение впечатлений от падения около трех с половиной — четырех тысяч лет тому назад метеорита, найденного в 1927—1937 гг, эстонским ученым И. А. Рейнвальдом на острове Саарема. Мы считаем, что имеет под собой реальную основу и знаменитый миф об Атлантиде.

Можно только сожалеть, что сбору и строгому анализу древних преданий уделяется сравнительно мало внимания. Слишком короткий срок наблюдений насчитывает современная наука, слишком медленны многие процессы на Земле, и нам никак не следует пренебрегать любой информацией о геофизических процессах в древнейшие времена. Разумеется, использовать эту информацию мы можем, лишь располагая богатым материалом современных научных знаний. И нет ничего опаснее для нашего читателя, чем решить, что свои истины наука может добывать путем догадок и произвольных гипотез, без строгого анализа, без изучения всего пройденного пути, без опоры на достоверные, отобранные долгими наблюдениями факты.

Нельзя забывать и о том, что изучение закономерностей строения и развития нашей планеты важно не только для развития науки и народного хозяйства. Достижения наук о Земле играют большую роль в формировании правильного, научно-атеистического мировоззрения. В многочисленных мифах и религиозных учениях вольным или невольным образом широко использовался недостаток знаний об окружающем нас мире. В недрах Земли неизменно помещалось подземное царство темных сил природы, в заоблачной выси — райские кущи. Божественными причинами объяснялись и грозы, и извержения вулканов, и катастрофические наводнения. Поэтому определение истинного строения внешних и внутренних частей нашей планеты, научное объяснение загадочных явлений природы выбивает почву из-под ног церковников и сектантов, способствует укреплению материалистического понимания нашего мира.

О твердой Земле, об истории исследований формы Земли и строения ее недр написано немало хороших книг и статей и любой любознательный читатель сможет найти в них не только много нового и интересного материала, но и заметить, какими быстрыми темпами движется вперед наука: многое из того, что казалось верным десять лет назад, сейчас, в 2012 году, оказывается уже устаревшим. На наших глазах продолжается великий процесс открытия нашей планеты, начавшийся в незапамятные времена на заре человечества.

К началу XXI века мы хорошо изучили рельеф суши, ее горные хребты, реки, озера. Маршруты экспедиций пересекают последние белые пятна на ледяном панцире Антарктиды. Полным ходом идет изучение рельефа океанического дна и всей толщи Мирового океана. В наиболее доступной прямым наблюдениям оболочке Земли—атмосфере — ученые перешли от ее описания ко все более точному и успешному предсказанию ее состояния — погоды. Более того, уже разрабатываются методы воздействия на атмосферу, позволяющие получать погоду по заказу.

Но подлинной революцией в геофизике стали исследования нашей Земли извне, при помощи искусственных спутников Земли и космических ракет.

Первым запущенным в космос аппаратом стал советский «Спутник-1»

4 октября 1957 года — величайшая дата и в истории наук о Земле. В этот день созданный гением советского человека аппарат впервые в истории преодолел земное тяготение и положил начало серии блестящих экспериментов, заставивших нас по-новому взглянуть на ближайшие окрестности Земли. Были получены совершенно новые сведения о земной атмосфере и происходящих в ней процессах. Наблюдения за искусственными спутниками Земли позволили открыть новую оболочку Земли — магнетосферу, состоящую из поясов радиации и огромного разреженного облака ионизированной плазмы. Путем детальных наблюдений за движением спутника по орбите очень точно изучена теперь форма твердой Земли. Наблюдения на спутниках позволяют заглянуть и внутрь Земли.

Но эти огромные успехи были только начало. Даже сейчас наука еще только нащупывает пути для разгадки многих тайн Земли. При этом наименее изученной частью Земли остаются ее глубокие недра. Состав вещества глубинных слоев и законы, управляющие его движением и превращениями, еще не стали достоянием науки, хотя мы и знаем многое о строении нашей планеты, вплоть до ее центра. Между тем изучение недр становится важнейшей задачей науки: там скрыты законы образования полезных ископаемых и неисчерпаемые запасы подземного тепла; там таятся причины страшных бедствий — землетрясений, извержений вулканов; там надо искать причины, определяющие всю историю развития поверхности Земли.

Смолк рев двигателей, и огромное тело ракеты, слегка покачнувшись, твердо стало на выдвинутые лапы. Медленно оседали клубы рыжей пыли. Лязгнули дверцы открывающихся люков, и на поверхность планеты сползли небольшие самоходные тележки. Подчиняясь импульсам радиокоманд, они деловито разъехались в разные стороны бескрайней равнины, везя на себе научное оборудование.

Ракета уже не вернется на Землю. Это — один из первых разведчиков, начавших изучение недр незнакомой планеты. Уже давно научные станции, вращающиеся по орбитам вокруг планеты, собрали сведения о ее магнитном поле, составе атмосферы, сняли карты ее морей и континентов, определили температуру ее поверхности. Очередь за недрами. И планомерная работа ‘началась… Здесь дорог каждый грамм оборудования, каждый час радиосвязи с Землей. Поэтому программа исследований продумана и отработана до мелочей. Автоматы берут образцы горных пород и, произведя спектральный и химический анализ, передают результаты на Землю. Автоматические сейсмические станции ждут, пока поверхность дрогнет от глубинного планетотрясения, или записывают специальные взрывы, автоматически производимые на расстоянии в десятки и сотни километров от станций. Регистрируя тепловое и радиоизлучение планеты, спутники ведут ее термическое зондирование.

Пройдет еще несколько лет, и, вооруженная полученными знаниями, на поверхность планеты высадится экспедиция планетофизиков и биологов, чтобы продолжить изучение нового мира и решить, чем он будет полезен для развития человеческого общества.

Можно позавидовать им, первооткрывателям новых планет, которые через немногие десятки лет начнут полевые исследования сначала на Луне, потом на Марсе, Венере, спутниках Юпитера, Сатурна и Урана… За немногие годы или десятилетия, изучая эти планеты, они пройдут весь путь от полного незнания до уровня, достигнутого современной наукой. За развитие смелых гипотез им не грозят костры инквизиции. Исследуя поверхность планет, им не придется пересекать государственные границы. И наконец, можно быть уверенным, что результаты их открытий будут использоваться прогрессивным человечеством только в мирных целях.

А на Земле все было с точностью и наоборот. История изучения нашей планеты — это долгая повесть о попытках понять и объяснить среду, в которой обитает человечество. Это повесть о кропотливых наблюдениях и гениальных догадках, о разобщенных и разрозненных наблюдениях. Лишь совсем недавно сменились они продуманным и планомерным наступлением геофизиков — представителей наук о Земле—на тайны родной планеты.

Представим себе человека на одной из ранних ступеней его развития. За долгие тысячелетия эволюции расправилась его спина, освободившиеся для труда руки взяли первое простейшее орудие, а перед глазами распахнулся широкий мир, который нужно было освоить, понять, покорить. И вот параллельно с развитием хозяйственной деятельности человека начали развиваться его представления о мире. Следя за перемещением светил, люди .научились определять времена года, правильно предсказывать сезоны дождей и разливы рек и выбирать лучшее время для посевов. Народные приметы, основанные на атмосферных явлениях, накопленные за века, становились основой предугадывания погоды. Расселяясь и путешествуя, человек дошел до берегов океана и понял, что его Земля очень велика. Месяцами и годами длились путешествия из одного края громадного Азиатского материка в другой, несколько лет понадобилось древним финикийским мореплавателям, чтобы обогнуть Африку. А там, далеко за экватором, люди заметили, что солнце в полдень светит уже не на юге, а на севере!

С глубоким уважением надо отнестись к научному подвигу древнегреческих ученых, понявших, что Земля— это не плоскость, держащаяся на неизвестной первооснове и прикрытая хрустальным колпаком неба, а находящийся в пространстве, в космосе громадный шар. Астроному Эратосфену удалось определить радиус Земли с поразительной точностью: назвав цифру (в современных единицах) 6300 км, он ошибся всего на несколько десятков километров: истинный радиус Земли, по последним данным, равен в среднем 6371 км. В среднем? Почему же в среднем, если Земля — это шар? Но об этом немного дальше.

Вернемся к древнейшим ученым. Постепенно, год за годом накапливали они сведения о регулярных процессах на поверхности Земли. Все точнее становились календари, совершались все более смелые плавания, особенно после того, как вошел в употребление компас— натертая магнитной породой стальная игла, которая необъяснимо и уверенно, в жару и холод, ночью и днем одним концом указывала на север. Лишь много позже, в 1492 году Колумб заметил, что направление, которое указывает компас, меняется от места к месту. Этим открытием было положено начало изучению земного магнетизма.

Модель транспортного марсианского корабля

В космическом центре имени Маршалла сотрудниками НАСА создаётся космический корабль, основной миссией которого станет транспортирование людей на Марс. Детали и элементы, используемые при сооружении указанного корабля применяются из числа отработанных на Международной космической станции, некоторые элементы взяты из музея космической техники. Даже учитывая, что конструкция аппарата столь пестра, создатели уверяют, что будущий космический корабль будет способен доставить астронавтов на Марс.
Читать дальше>>