Kuidas Kosmosejaamad Töötavad

{h1}

Kosmosejaamad võimaldavad astronauditel elada ja töötada maa orbiidil. Lugege kosmosejaamade ja selle kohta, kuidas kosmosejaamad töötavad selles artiklis.

Ühendatud riikide läänepiirkonna uurimisel oli pioneeridel forts või peatuspaik, kus nad lahkusid uurimata piirkondadesse. 20. sajandi alguses unelgasid kosmoseteadlased nagu Hermann Oberth, Konstantin Tsiolkovsky, Hermann Noordung ja Wehrner von Braun teid maa peal aset leidnud suurte kosmosejaamade kohta. Nagu võlad läänepiiril, nägid neid teadlasi kosmosejaamad kosmoseruumide uurimiseks.

USA kosmoseprogrammi arhitekt Wehrner von Braun integreeris kosmosejaamad oma pikaajaliseks USA kosmoseuuringuteks. Fond Brauni paljude kosmoseartiklite kaasamiseks populaarsetele ajakirjadele viidi kunstnikud välja kosmosejaamade kontseptsioonid. Need artiklid ja joonised aitasid õhutada avalikku kujutlust ja huvi kosmoseuuringute vastu, mis oli oluline USA kosmoseprogrammi loomiseks (rohkem vaadake, kuidas kosmosõit töötas).

Nendes kosmosejaama kontseptsioonides elasid ja töötasid inimesed kosmosesse. Enamik jaamadest olid ratastruktuurid, mis pöörlevad kunstliku raskusjõu saavutamiseks. Nagu kõik sadamad, sõitis laev jaamasse ja sealt välja. Laevad veeti lasti, reisijad ja varud Maast. Lendavad lennud läksid Maale, Kuule, Marsile ja kaugemale. Nagu teate, ei ole see üldine idee pigem teadlaste, kunstnike ja ulmekirjanike visioon. Kuid milliseid samme on tehtud selliste orbiidsete struktuuride ehitamiseks? Kuigi inimkond ei ole veel aru saanud von Brauni ja teiste täieliku visiooni, on kosmosejaamade ehitamisel toimunud märkimisväärseid edusamme.

Ameerika Ühendriikides ja Venemaal on kosmosejaamad olnud alates 1971. aastast. Esimesed kosmosejaamad olid Vene Salyuti programm, USA Skylabi programm ja Venemaa Mir programm. Ja alates 1998. aastast on Maa orbiidil ehitatud ja käitanud Ameerika Ühendriigid, Venemaa, Euroopa Kosmoseagentuur, Kanada, Jaapan ja teised riigid. ISSiga on inimesi elanud ja töötas kosmoses rohkem kui kümme aastat.

Käesolevas artiklis uurime kosmosejaamade programme, kosmosejaamade kasutamist ja kosmosejaamade tulevast rolli kosmoseuuringutes. Kuid kõigepealt mõelge täpsemalt, miks paljud arvavad, et me peaksime ehitama kosmosejaamu.

Miks peaksime ehitama kosmosejaamu?

Bernali sfääri kosmosejaama välimine vaade, kus kera on elutuba

Bernali sfääri kosmosejaama välimine vaade, kus kera on elutuba

Rajatiste ehitamiseks ja käitamiseks on mitmeid põhjuseid, sealhulgas teadusuuringuid, tööstust, uuringuid ja isegi turismi. Esimesed kosmosejaamad ehitati selleks, et uurida inimese keha kaalutulemise pikaajalisi mõjusid. Lõppude lõpuks, kui astronaudid hakkavad kunagi riskima Marsi või muude planeetidega, siis peame teadma, kuidas pikaaegne mikrograktiit aastate või aastate järjekorras mõjutab nende tervist.

Kosmosejaamad on koht, kus teha tipptasemel teaduslikke uuringuid keskkonnas, mida ei saa Maaga võrrelda. Näiteks raskusjõu muudab seda, kuidas ained kogunevad kristallide moodustamiseks. Mikrograktikus võib moodustada peaaegu täiuslikke kristalle. Sellised kristallid võivad anda paremaid pooljuhte kiirema arvutit või haiguste vastu võitlemiseks tõhusamate ravimite järele. Veel üks gravitatsiooniefekt on see, et tekitab leekides konvektsioonivooge, mis põhjustab ebastabiilset leeki. See muudab põlemisuuringu väga raskeks. Kuid mikrogravisatsiooni tulemusena saadakse lihtsad, püsivad, aeglaselt liikuvad leegid; sellised leegid lihtsustavad põlemisprotsessi uurimist. Saadud teave võib anda põlemisprotsessi paremale tundmaõppimise ja viia põlemisproduktide tõhususe suurendamiseni ahjude paremaks kujundamiseks või õhusaaste vähendamiseks.

Maapinnast kõrgemal pakuvad kosmosejaamad unikaalseid vaateid, et uurida Maa ilmast, maastikust, taimestikust, ookeanidest ja atmosfääri. Lisaks sellele, kuna kosmosejaamad asuvad Maa atmosfääri kohal, saab neid kasutada mehitatud vaatluskeskustes, kus kosmoseteleskoobid suudavad taevast hoolitseda. Maa atmosfäär ei häiri kosmosejaama teleskoopide vaateid. Tegelikult oleme juba näinud mehitamata kosmoseside teleskoopide nagu Hubble kosmoseteleskoobi eeliseid.

Kosmoseagentuurid võidakse kasutada kosmosesõidukite jaoks. Siin pakuvad eraettevõtted, nagu Virgin Galactic, lühiajaliste külastuste või pikendatud viibimiste kaudu prahistama turiste Maast kosmosesõidukitele. Selleks väidab Barcelonas Hispaanias asuv eraettevõte Galactic Suite, mille juhivad kosmoseinsener Xavier Calramunt, et ta peaks 2012. aastal olema kosmosesõiduki läheduses. Isegi rangemad turismi laiendused on see, et kosmosejaamad võivad saada kosmosesadamateks ekspeditsioonidele planeedidesse ja tähte või isegi uusi linnu ja kolooniaid, mis võiksid leevendada üleelanud planeedi.

Nüüd, kui tead, miks me neid vajada, vaatame mõnda kosmosejaama. Alustame Vene Salyuti programmiga - esimene kosmosejaam.

Saliut: esimene kosmosejaam

Soyut-kosmoseaparaadiga dokitud Salyut-4 kosmosejaama skeem

Soyut-kosmoseaparaadiga dokitud Salyut-4 kosmosejaama skeem

Venemaa (edaspidi tuntud kui Nõukogude Liit) oli esimene, kes asus kosmosejaama. 1971. Aastal orbiidile lähetatud Salyut 1 jaam oli tegelikult koosseis Almaz ja Soyuz kosmosesõidukite süsteemid. Almaz süsteem loodi algselt kosmose sõjaliseks otstarbeks, kuid oli mõeldud tsüklilisele Salyuti kosmosejaamale. Kosmoselaevade Soyuz kosmoselaevade kosmoselaevad Maalt kosmosejaama ja tagasi.

Salyut 1 oli pikkusega umbes 45 jalga (15 meetrit) ja seal asusid kolm peamist ruumi, kus asusid söögituba ja puhkealad, toit ja vesi, WC, juhtimispostid, treeningvarustus ja teaduslik varustus. Esialgu pidas Soyuz 10 meeskond elama pardal Salyut 1, kuid nende missioonile põrkasid dokkimisprobleemid, mis takistas neil kosmosejaamasse sisenemist. Soyuz 11 meeskond oli esimene meeskond, kes edukalt elas Salyut 1-s, mida nad 24 päeva jooksul tegid. Siiski suri Soyuz 11 meeskond traagiliselt Maasse naasmisel, kui Soyuz 11 kapsel tuli tagasiasetuse ajal rõhu all. Täiendavad lähetused Salyutile 1 tühistati ja Soyuzi kosmoselaev ümber kujundati.

Pärast Soyuzi 11 käivitasid nõukogud teise kosmosejaama, Salyut 2, kuid see ei jõudnud orbiidini. Nõukogude järel järgnes Salyutsi 3-5. Need lendud katsetasid uut Soyuzi kosmoseaparaati ja meeskonnad mehitavad neid jaamasid üha pikemateks missioonideks. Nende kosmosejaamade üheks puuduseks oli see, et neil oli Soyuzi kosmosesõidukite jaoks ainult üks dokkimisjaam ja neid ei saanud teistelt laevadelt Maalt tagasi saata.

29. septembril 1977 käivitasid nõukogud Salyut 6. Selles jaamas oli teine ​​dokkimisjaam, kus jaama saaks taastada ka mehitamata dokkimislaev Edusammud. Salyut 6 töötas ajavahemikus 1977-1982. 1982. aastal käivitati Salyuti 7, viimane Salyuti programm. Ta võõrustas 11 meeskonda ja elas 800 päeva. Programm Salyut viis lõpuks välja Venemaa kosmosejaama Mir, mida me räägime veidi hiljem. Kuid kõigepealt vaatame Ameerika esimese kosmosejaama Skylabi.

Skylab: Ameerika esimene kosmosejaam

Skylab 1 orbiidil pärast remonti - märkige kulla päikesevari.

Skylab 1 orbiidil pärast remonti - märkige kulla päikesevari.

Ameerika Ühendriigid panid oma esimese ja ainult kosmosejaama, mida kutsuti Skylab 1, orbiidil 1973. aastal. Käivitamise ajal oli jaam kahjustatud. Kriitiline meteoroidkilp ja üks jaama kaks peamist päikesepaneele olid ära lõigatud ja teine ​​päikesepaneel ei olnud täielikult välja sirutatud. See tähendas, et Skylabil oli vähe elektrienergiat ja sisetemperatuur tõusis kuni 126 kraadi (52 kraadi Celsiuse kraadi).

Esimene meeskond Skylab2 käivitati 10 päeva hiljem, et parandada raskustes olevat jaama. Meeskonna koosseisus olid komandör Charles "Pete" Conrad, Paul Weitz ja Joseph Kerwin. Skylab 2 astronaudid tõmbasid ülejäänud päikesepaneelid välja ja asus vihmavarjuga sarnase päikesevari välja jaama jahtuma. Jaama paranda- miseks veetsid astronaudid 28 päeva kosmoses teadus- ja biomeditsiiniliste uuringute läbiviimiseks.

Saturn V kuu raketi kolmandal etapil muudetud Skylabil olid järgmised osad:

  • Orbitaal töökoda - meeskonna elu- ja tööruumid
  • Õhukomplekti moodul - võimaldas juurdepääsu jaama välisküljele
  • Mitu dokkimisadapterit - lubas korraga sadamasse sadamasse lüüa rohkem kui ühe Apollo kosmoseaparaadi (aga jaamas ei olnud kunagi mingeid kattuvaid meeskondi).
  • Apollo teleskoop mount - sisalduvad teleskoobid päikese, tähe ja maa jälgimiseks (pidage meeles, et Hubble kosmoseteleskoop pole veel üles ehitatud).
  • Apollo kosmoseaparaat - komandos- ja teenindusmoodul meeskonna vedamiseks maapinnale ja sealt välja

Skylab oli mehitatud kahe täiendava meeskonnaga. Skylab 3 koosnes komandast Alan Beanist ja kosmonautidest Jack Lousma ja Owen Garriot'ist. Nad veetsid 59 päeva ruumis. Lõplik meeskond Skylab 4 koosnes komandast Gerald Carrist ja astronauditest William Pogue'st ja Edward Gibsonist. See meeskond kulges 84 päeva orbiidil, viinud eksperimente ja pildistas komeedi Kohoutek.

Skylabi ei pidanud kunagi olema alaline kodu ruumis, vaid pigem töökoda, kus USA saaks testida pikaajalised kosmoselennud (see tähendab, suurem kui kaks kuud, mis kulub Kuule minekuks) inimese kehas. Kui kolmanda meeskonna lend lõppes, siis Skylab loobus. Skylab jäi kõrgemaks, kuni intensiivne päikeseenergia põlemine põhjustas oma orbiidile lagunemise oodatust kiiremini. Skylab sisestas Maa atmosfääri ja põles üle Austraalia 1979. aastal.

Järgnevalt on Mir esimene alaline kosmosejaam.

Mir: esimene alaline kosmosejaam

Mir kosmoselaev koos dokiga

Mir kosmoselaev koos dokiga

Aastal 1986 käisid venelased Mir kosmosejaam, mis pidi olema püsiv ruum. Esimene meeskond, kosmonaadid Leonid Kizim ja Vladimirs Solovjov, vahetasid pensionile läinud Salyuti 7 ja Mir vahel. Nad veetsid 75 päeva Mir. Mir oli pidevalt mehitatud ja ehitatud järgmise 10 aasta jooksul ja sisaldas järgmisi osi:

  • Eluruumid - majutatud individuaalsed meeskonna kajutid, tualettruum, dušš, köök ja prügikast
  • Ülekandekamber - kus saab paigaldada täiendavaid jaamooduleid
  • Vahepealne sektsioon - ühendatud töömoodul tagumise dokkimispordiga
  • Assamblee sektsioon - paigutasid kütusepaagid ja raketi mootorid
  • Kvant-1 astrofüüsika moodul - sisaldasid teleskoope galaktikate, kvaasarite ja neutronite tähtede uurimiseks
  • Kvant-2 teaduslik ja õhusõiduki moodul - pakkudes seadmeid bioloogilisteks uuringuteks, Maa vaatlusi ja kosmosevõimalusi
  • Kristall tehnoloogiline moodul - kasutatakse bioloogiliste ja materjalide töötlemise katsetes; sisaldas dokkimisporti, mida USA kosmosesüstik saaks kasutada
  • Spektr moodul - kasutatakse maa loodusvarade ja Maa atmosfääri uurimiseks ja seireks ning bioloogiliste ja materjaliteaduslike katsete toetamiseks
  • Priroda kaugseire moodul - sisaldas radarit ja spektromeetreid Maa atmosfääri uurimiseks
  • Docking moodul - sisaldasid sadamaid tulekahjude dokkimiseks
  • Progressi tarnimise laev - mehitamata ümberlaadimislaev, mis tõi Maast välja uut toitu ja seadmeid ja eemaldas jaama jäätmematerjalid
  • Soyuz kosmoselaev - tingimusel, et peamine transport maapinnale ja sealt välja

NASA astronaudid (kaasa arvatud Norm Thagard, Shannon Lucid, Jerry Linenger ja Michael Foale) viibisid 1994. aastal kosmosejaama (ISS) ettevalmistamisel. Lineriini viibimise ajal kahjustas Mir tulekahju. Foale'i viibimise ajal kukkus Mir edasi tarnijaga.

Vene kosmoseagentuur ei suutnud enam Mirit säilitada, nii et NASA ja Vene kosmoseagentuur oleks plaaninud raadiojaama purustada, et keskenduda ISS-ile. Erakondlik liikumine (Keep Alive!) Ja ettevõte (MirCorp) avalikult kampaaniasid vananemisega kosmosejaama remontimiseks ja erastamiseks. Kuid Vene kosmoseagentuur otsustas 16. novembril 2000 viia Mir alla Maa peal. 2001. aasta veebruaris vallandati Mir raketi mootorid selle aeglustamiseks. Maailm taaskord Maa atmosfääri 23. märtsil 2001 põles ja lõi. Maavarad kukkusid Vaikse ookeani lõunaosas umbes 1,000 miili (1667 km) ida pool Austraaliast. See tähistas esimese püsiva kosmosejaama lõppu.

Nüüd vaatame lühidalt Rahvusvahelist kosmosejaama.

Rahvusvaheline kosmosejaam (ISS)

Rahvusvaheline kosmosejaam

Rahvusvaheline kosmosejaam

Aastal 1984 tegi president Ronald Reagan ettepaneku, et Ameerika Ühendriigid ehitaksid koostöös teiste riikidega püsivalt asustatud kosmosejaama. Reagan nägi ette jaama, millel oleks valitsuse ja tööstuse toetus. Jaama tohutute kulude katmiseks lõi USA USAga koostööd 14 muu riigiga (Kanada, Jaapan, Brasiilia ja Euroopa Kosmoseagentuur, mis koosneb: Ühendkuningriigist, Prantsusmaalt, Saksamaalt, Belgiast, Itaaliast, Hollandist, Taanist, Norrast, Hispaaniast, Šveitsist ja Rootsist). ISS planeerimisel ja pärast Nõukogude Liidu lagunemist kutsusid Ameerika Ühendriigid Venemaale 1993. aastal ISSis koostööd; see tõi osalevate riikide arvu 16. NASA võttis juhtrolli ISSi ehituse koordineerimisel.

ISSi kokkupanemine orbiidil algas 1998. aastal. 31. oktoobril 2000 käivitati Vene vägede esimene meeskond. Kolmeosaline meeskond kulutas ISS-i pardal peaaegu viis kuud, aktiveerides süsteeme ja katsetades. ISS-i on mehitatud ja see peaks 2011. aastal olema valmis.

2011. aastaks seatud on ka Hiina orbiidilabori käivitamine nimega Tiangong-1. Oktoobris 2003 sai Hiinast kolmas riik, kus mehitatud kosmoselaev käivitati. Sellest ajast alates on Hiina välja töötanud täieõigusliku kosmoseprogrammi, sealhulgas kosmosejaama. Tiangong-1 suudab dokkida mitu Shenzhou kosmoseaparaati ja see saab olema kavandatud Hiina kosmosejaama esimese mooduli plaanimiseks aastaks 2020. Kosmosejaama võib olla nii tsiviil- kui ka sõjaline eesmärk.

Tuleviku rääkides vaatame, mis võiks kosmosejaamades täita, nii et rääkida.

Kosmosejaamade tulevik

Artisti mõiste kosmosejaama koloonia sisemuse kohta

Artisti mõiste kosmosejaama koloonia sisemuse kohta

Me alles alustame kosmoseseadmete väljatöötamist. ISS on märkimisväärne edu Salyuti, Skylabi ja Miri üle; kuid me oleme ikka veel kaugel suurte kosmosejaamade või kolooniate realiseerimisest, nagu loodusfaktorid näevad ette. Ükski meie kosmosejaamast pole seni olnud mingit raskust. Üks põhjus on sellepärast, et me tahame rasket koha, et saaksime selle mõju uurida. Teine võimalus on see, et meil puudub tehnoloogia, et praktiliselt pöörata suurt struktuuri, nagu kosmosejaam, kunstliku gravitatsiooni tekitamiseks. Tulevikus on kunstlik raskusjõu nõue suurte populatsioonidega ruumikolooniate jaoks.

Veel üks populaarne idee puudutab kosmosejaama paigutamist. ISS vajab perioodilist reboostingu, kuna see on oma asendis vähese maa orbiidil. Siiski on Maa ja Kuu vahel kaks nurka Lagrange'i punktid L-4 ja L-5. Nendel punktidel on Maa gravitatsioon ja Kuu gravitatsioon tasakaalustunud, nii et seal asetatud objekti ei tõmmata Maa ega Kuu suunas. Orbiit oleks stabiilne ja ei vaja tõukamist. L5 ühiskond, mis sai nimega L5 Society, loodi rohkem kui 20 aastat tagasi, et suruda idee paigutada kosmosejaamad orbiidile nendes punktides. Nagu meie ISS-i kogemustest rohkem teada saame, võime ehitada suuremaid ja paremaid kosmosejaamu, mis võimaldaksid meil elada ja töötada ruumis, ning von Brauni una varajaste kosmoseteadlaste unistused võivad kunagi reaalsuseks saada.

Rohkem infot kosmosejaamade ja nendega seotud teemade kohta uurige järgmisel lehel olevaid linke.


Video Täiendada: Can we create new senses for humans? | David Eagleman.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com