Рассказ про космический корабль

Космический корабльКосмический корабль — это аппарат, предназначенный для доставки и полетов человека на околоземной орбите с последующим возвращением космонавта на Землю. При этом ведется тщательное наблюдение за состоянием и работоспособностью человека в условиях орбитального полета, отработка систем и конструкции космического корабля, проверка принципов его построения. К космическому кораблю предъявляются самые жесткие технические требования. Корабль должен легко управляться, в случае необходимости переориентироваться, менять орбиту. Здесь должны быть созданы нормальные условия для проживания космонавта, чтобы он мог есть, пить, спать, дышать.

Чтобы вывести космический корабль на орбиту, он должен обладать огромной скоростью, которую сообщает ему ракета-носитель. Чтобы корабль вернулся на Землю, эту скорость необходимо погасить. Космический корабльНа это потребовалось бы такое же количество горючего, сколько израсходовано при запуске в космос. Благодаря плотным слоям атмосферы вокруг Земли и осуществлению посадки по довольно пологой траектории, корабль тормозится о воздух, при этом затраты горючего будут минимальными. При торможении корабль сильно нагревается и может сгореть, если его не защитить жаропрочными теплозащитными оболочками. Из-за громкости защитных оболочек, было решено снабжать защитным экраном лишь корпус спускаемого аппарата, а не весь корабль. Была предложена и испытана на советском «Востоке» конструкция разделяющегося корабля, ставшая в дальнейшем классической для советских и американских кораблей. В данной конструкции корабль состоит из спускаемого аппарата и приборного отсека, который во время полета является кабиной космонавта.

 Космический корабль Восток

Космический корабль Восток

Вес первого корабля «Восток» составлял 4,73 т, а вес всего космического комплекса достигал 287 тонн. На орбиту корабль выводила трехступенчатая ракета-носитель «Восток». Внутри спускаемого аппарата находились системы и приборы, необходимые во время всего полета, или непосредственно необходимые космонавту. Остальные системы и приборы размещались в приборном отсеке. Как указывалось выше, внутри спускового аппарата была кабина космонавта, оснащенная катапультируемым креслом (на случай аварии при старте), пульт управления, запасы воды и пищи. Системы жизнеобеспечения и терморегулирования обеспечивали бесперебойную работу в течение 10 суток. На космонавте был герметичный скафандр с открытым шлемом, который автоматически закрывался при разгерметизации кабины. Корпус аппарата был тоже герметичный, выполненный из сплава алюминия. Свободный объем Внутри спускаемого аппарата составлял 1,6 куб.м. Серебряно-цинковые аккумуляторы составляли основу системы энергоснабжения. Основная батарея находилась в приборном отсеке, дополнительная — в спускаемом аппарате. Бортовое программное устройство отвечало за работу всей автоматики. Разные системы и приборы включались командами с Земли и самим космонавтом. Комплекс радиосредств давал возможность управлять кораблем с Земли, производить различные измерения, поддерживать постоянную двухстороннюю связь и т. д. Масса приборного отсека составляла 2,27 т. У стыка приборного отсека и спускаемого аппарата было 16 сферических баллонов, содержащих кислород для системы жизнеобеспечения и сжатый азот, необходимый для микродвигателей ориентации.

Космический корабль «Восток» с собаками Белкой и Стрелкой

Космический корабль «Восток» с собаками Белкой и Стрелкой

Нижняя часть отсека была оснащена тормозной двигательной установкой, включавшей двигатель, систему подачи горючего и топливных баков. В течение 45 секунд установкой подавался тормозной импульс, что позволяло перейти кораблю на траекторию спуска. Дальше спускаемый аппарат отходил от приборного отсека и корабль продолжал торможение за счет сопротивления атмосферы. Чтобы в момент приземления скорость не превышала 10 м/с, ее гасили с помощью парашютов (вытяжной, тормозной и в конце — основной). Пилот на высоте 7 км катапультировался из спускаемого аппарата с помощью катапультирующегося кресла. Когда до земли оставалось 4 км, он отстегивался от кресла и спускался на собственном парашюте.

Американский космический корабль «Меркурий»

Американский космический корабль «Меркурий»

Разработка пилотируемых космических кораблей началась осенью 1958 года в КБ Королева. 5 мая 1960 года впервые был произведен запуск «Востока» в автоматическом (беспилотном) режиме. Невероятно успешно завершился третий запуск «Востока», проходивший 19-20 августа 1960 года. После полета спускаемый аппарат благополучно приземлился с живыми подопытными животными — собаками Белкой и Стрелкой, а также мышами и крысами. Советский космонавт Ю.А. Гагарин 12 апреля 1961 г. впервые совершил пилотируемый полет в космос на корабле «Восток-1». Полет длился 108 минут, корабль облетел Землю один раз, так началась эра пилотируемых полетов. Позже на базе корабля «Восток» будут созданы: многоместный корабль «Восход», искусственные спутники Земли военного и научного назначения. В 1958 году в США также начались работы по запуску в космос пилотируемого корабля по программе «Меркурий». Джон Гленн 20 февраля 1962 года впервые совершил полет вокруг Земли на американском космическом корабле «Меркурий-6».

Корабль, который вернулся


2

Оценка: 9.14
(7)

6

Страниц: 13

КОРАБЛЬ, КОТОРЫЙ ПЕЛ«Корабль, который пел» (1970) «Партнерство» (в соавторстве с Маргарет Сейл, 1992) «Корабль-досмотрщик» (в соавторстве с Мерседес Лаки, 1992)«Город, который воевал» (в соавторстве с СМ. Стирлин-гом, 1993)«Корабль, который победил» (с соавторстве с Джуди Линн Най, 1994)«Она родилась с сильными физическими отклонениями и, если бы не прошла энцефалографической экспертизы, которую обязаны проходить все новорожденные, подлежала немедленному уничтожению. Всегда существует возможность, что, хотя члены изуродованы, мозг остается совершенным, а если уши почти не слышат, а глаза не видят, то мозг может работать как часы.Энцефалограмма оказалась вполне благоприятной, даже более чем, и эту новость тут же сообщили родителям, которые с болью в сердце и слезами на глазах ждали решения. А оно должно было быть бесповоротным и очень жестким: или ребенку назначается эвтаназия, или ему разрешается жить в виде заключенного в металлическую капсулу Мозга, который в дальнейшем станет направляющим механизмом во множестве очень странных профессий. В качестве такового ребенок не будет знать болезней, будет в течение многих столетий обитать в комфортабельной капсуле, служа нуждам Центральных Миров и выполняя для них важные и интересные задания.Итак, она осталась жить и обрела имя Хельва».Так начинался первый роман о Хельве — «Корабль, который пел». В нем рассказывалась история о том, как Хельва становится мозгом космического корабля и как ее первый корабельный партнер Дженнан Захир Селан трагически погибает, когда они начинают смелую операцию по спасению членов небольшой религиозной секты с планеты, которая должна превратиться в пепел, так как ее солнце вот-вот станет Новой. В романе повествуется и о дальнейшем путешествии Хельвы, о том, как она пытается победить глубокую депрессию, охватившую ее после гибели Дженнана, и о том, как она ищет себе нового партнера, который был бы столь же совместим с нею, как Дженнан. Ниал Пароллан — умница, насмешник, воинствующий нонконформист и страстный любитель женщин, становится ее броном — человеческим придатком, мускулами корабля, — и они вдвоем отправляются на поиски приключений, которые становятся в дальнейшем источником новых хроник, написанных уже в сотрудничестве с другими авторами
далее

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики

12 апреля наша страна отмечает День космонавтики. Пятьдесят девять лет назад советские ракетчики запустили на орбиту пилотируемый космический корабль «Восток» с лётчиком Юрием Гагариным на борту. Именно с этого момента принято вести отсчёт космической эры в истории человечества, хотя ещё до полёта «Востока» неоднократно стартовали спутники, лунники и корабли с собаками. Первый рейс космонавта на орбиту был важен прежде всего тем, что до этого среди учёных не было единого мнения, как длительная невесомость будет влиять на человека: некоторые даже полагали, что пилот сразу потеряет сознание или сойдёт с ума. Для технического прогресса это тоже был важный шаг — «Восток» стал реальным воплощением идеи, которая совсем недавно считалась фантастической.

Теория полёта

Вероятно, первым, кто всерьёз задумался о проблематике космических путешествий, был английский епископ Джон Уилкинс. В 1638 году вышла его книга «Беседа о новом мире и другой планете», в которой он, размышляя о грядущих полётах к Луне, указывал на необходимость снаряжать внеземную экспедицию запасами воды и провианта. Правда, Уилкинс ошибочно полагал, что до Луны можно добраться на воздушном шаре. Проект Жюля Верна, изложенный в романе «С Земли на Луну прямым путём за 97 часов 20 минут», который впервые увидел свет в 1865 году, основывался на более адекватных представлениях о физике космического пространства, поэтому в его снаряде для полёта на Луну предусмотрена герметизация и противоперегрузочные средства. Однако даже элементарный расчёт показывал: чтобы снаряд развил хотя бы первую космическую скорость, ему необходимо придать такое ускорение, которое просто убьёт пассажиров.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 1

В начале XX века фантасты всё чаще обращались к теме межпланетных полётов, не забывая описывать конструкцию космических кораблей. В то время учёные полагали, что скоро создадут антигравитационный сплав, поэтому в романах сплошь и рядом встречались шарообразные аппараты, которые перемещались в пространстве за счёт открытия экранирующих заслонок, «включающих» силу отталкивания. Конечно, схема была неработоспособна, потому что для появления антигравитации, то есть открытия заслонки, нужно приложить ровно такую же энергию, как для отправки аппарата в точку, удалённую от всех центров масс, — фактически за пределы обозримой Вселенной. Впрочем, на это мало кто обращал внимание.

Проблему решил калужский изобретатель Константин Циолковский, который в статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в 1903 году, показал, что единственное технически доступное средство для покорения космоса — ракеты на жидком топливе. Именно так он представлял межпланетный корабль в своей фантастической повести «Вне Земли» (в 1918 году она вышла с сокращениями в журнале «Природа и люди») — как ракету, снабжённую герметичной кабиной для экипажа. Позже аналогичные идеи высказали и другие основоположники теоретической космонавтики: американец Роберт Годдард, француз Робер Эсно-Пельтри и немец Герман Оберт.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 2

Схема ракеты Циолковского 1927 года

Первые ласточки

На заре практического ракетостроения стало ясно, что незачем тащить в космос всю ракету целиком. Наоборот: чем меньше будет масса космического корабля на том или ином этапе полёта, тем легче им управлять — и тем меньше топлива надо брать с собой. Поэтому корабли, вопреки ожиданиям фантастов, проектировались как аппараты, которые после достижения орбитальной скорости отделятся от носителей.

Первым космическим кораблём стал советский «Восток» в трёх модификациях: 1КП, 1К и 3КА. Первые два варианта предназначались для испытательных запусков с собаками; последний — для полёта одного пилота по низкой орбите длительностью до 10–12 дней. «Восток» состоял из двух частей: герметичного спускаемого аппарата и приборного отсека, в котором находился тормозной двигатель, сводящий корабль с орбиты.

Тем временем конструкторам американского корабля Mercury предоставили ракету Atlas с грузоподъёмностью ниже, чем у советской Р-7А (1,3 против 4,7 тонны), поэтому они создали маленькую тесную капсулу, снабжённую простым твердотопливным двигателем и теплозащитным экраном, который можно было сбросить.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 3

Макеты кораблей Mercury (слева) и «Восход» / Tim Evanson / [CC BY-SA 2.0]

Хотя конструкция Mercury была примитивнее, она потребовала много времени на доработку. В результате «Восток» с Юрием Гагариным на борту отправился на орбиту 12 апреля 1961 года, а Mercury с Аланом Шепардом стартовал только 5 мая, причём его полёт продолжался всего 15 минут. Орбитальный рейс американцам удалось совершить только в феврале 1962 года, когда в космос отправился Джон Гленн. Впрочем, на фоне суточного полёта Германа Титова на корабле «Восток» новое достижение выглядело скромно.

Поражение на начальном этапе космической гонки больно ударило по самолюбию американцев. 25 мая 1961 года президент Джон Кеннеди выступил с обращением к нации, призвав до конца десятилетия запустить пилотируемую экспедицию на Луну. Чтобы воплотить его замысел, конструкторы создали два космических корабля: двухместный Gemini массой 3,8 тонны для отработки необходимых манипуляций на околоземной орбите и трёхместный Apollo, который состоял из командно-служебного модуля CSM массой 30 тонн и лунного модуля LM массой 16 тонн. Принципиальным новшеством в конструкции этих кораблей была возможность осуществлять сложные манёвры, стыковки и расстыковки. Полёты кораблей Gemini с экипажами начались в марте 1965 года, кораблей Apollo — в октябре 1968-го.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 4

Космический корабль Gemini 7 в полёте, снятый с борта корабля Gemini 6 / NASA

В Советском Союзе долго не могли согласовать лунную экспедицию. Пока шли обсуждения, ЦУП успел организовать два полёта на кораблях «Восход» — по сути, тех же «Востоках», но с глубокой модернизацией всех систем: «Восход-1» предназначался для полёта экипажа из трёх человек, а «Восход-2» — для выхода одного из пилотов в открытый космос. Каждая из новых моделей была оборудована дополнительным тормозным двигателем на случай отказа основного и системой мягкой посадки, вместо которой на исходном «Востоке» использовалось катапультируемое кресло. Понятно, что масса при этом возросла: «Восход-1» весил 5,3 тонны, «Восход-2» — 5,7 тонны.

Для пилотируемого полёта к Луне советским учёным необходимы были новые корабль и ракета. Однако ни один из предложенных проектов так и не был завершён. Вместо мощных ракетно-космических комплексов удалось довести до серийного выпуска только трёхместный орбитальный корабль «Союз» массой 6,5 тонны и двухместный корабль «Зонд» массой 5,2 тонны, предназначенный для облёта Луны. Их первые запуски сопровождались авариями. 24 апреля 1967 года при возвращении «Союза-1» из космоса погиб Владимир Комаров. Из-за трагедии советское руководство так и не решилось отправить к Луне «Зонд» с экипажем и фактически вышло из космической гонки с США.

В дальнейшем корабли «Союз» в двухместном и трёхместном вариантах использовались для доставки космонавтов на орбитальные станции. По образцу «Союза» построены отечественный грузовой корабль «Прогресс» и китайский корабль «Шэньчжоу».

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 5

Лунный модуль корабля Apollo 11 на Луне / NASA

Космические рейсы

Когда в 1975 году завершилась программа «Аполлон», в которую входили не только полёты на Луну, но и работа с орбитальной станцией Skylab, американские специалисты сосредоточились на проекте корабля Space Shuttle с экипажем из семи астронавтов. Конструкторы хотели построить его по самолётной схеме и сделать полностью многоразовым; стоимость его эксплуатации должна была быть не сильно выше, чем у больших авиалайнеров, что сделало бы ненужными одноразовые ракеты-носители. Однако в условиях экономического кризиса от многих передовых технических решений пришлось отказаться, и в результате получился довольно громоздкий космоплан сухой массой до 72 тонн с подвесным топливным баком и твердотопливными ускорителями. Тем не менее первый шаттл «Колумбия» стартовал 12 апреля 1981 года, и дальнейшее развитие астронавтики, включая строительство большой орбитальной станции Freedom и организацию экспедиций на Марс, стали связывать именно с этими кораблями. Все планы пришлось пересматривать после того, как 28 января 1986 года при взлёте погиб шаттл «Челленджер». На коммерческих перспективах крылатых кораблей поставили крест— их продолжили запускать под эгидой государства, в интересах учёных и военных. С помощью шаттлов в конце века началось строительство Международной космической станции.

Гибель «Колумбии» 1 февраля 2003 года привела к тому, что президент Джордж Буш — младший решил отказаться от многоразовых ракетно-космических систем в пользу одноразовых, а заодно использовать их в программе возвращения на Луну, получившей название Constellation. Для полётов на соседнее небесное тело разрабатывались два корабля: межорбитальный Orion массой 22,6 тонны и лунный Altair массой 45,9 тонны. Их планировалось выводить на орбиту по отдельности, после чего стыковать и отправлять на траекторию полёта к Луне. Придя к власти в январе 2009 года, президент Барак Обама распорядился свернуть Constellation, оставив от всей программы только корабль Orion. В новом четырёхместном варианте этот аппарат мог бы совершать длительные полёты по орбите, к Луне и в перспективе к Марсу. Проект продолжает развиваться и сегодня. Планируется, что первый полёт беспилотного варианта Orion в рамках лунной программы Artemis состоится в 2021 году, пилотируемого — в 2023 году.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 6

Концепт космического корабля Orion / NASA

Решив тоже поучаствовать в создании ракетно-космических комплексов нового поколения, российские конструкторы предложили в 2009 году проект многоразового корабля «Федерация» массой от 16,5 тонны в зависимости от цели полёта. Он сможет вместить экипаж из шести человек и будет использоваться для полётов к МКС, к Луне и для высадки на поверхность спутника. Судя по данным на январь 2020 года, первый пилотируемый полёт опытного образца, получившего название «Орёл», состоится в 2025 году.

Когда корабли Space Shuttle вывели из эксплуатации, перед американцами встала проблема: МКС нуждается в постоянном присутствии экипажа, но российские «Союзы» могут доставить туда лишь троих. Поэтому в 2010 году NASA инициировало программу Commercial Crew Development, в рамках которой частным компаниям предлагалось сконструировать пилотируемые корабли для полётов на орбиту.

В сентябре 2014 года были объявлены победители условной «гонки»: ими ожидаемо стали проекты Starliner корпорации Boeing и Dragon 2 компании SpaceX. При этом у последней было очевидное преимущество — её многоразовые беспилотные грузовики летают на орбиту с 2012 года, снабжая МКС наравне с российскими «Прогрессами». Испытательный полёт нового корабля в беспилотном варианте в марте 2019 года прошёл успешно. Планировалось, что уже в июне-июле новый корабль полетит к МКС с астронавтами Робертом Бенкеном и Дугласом Хёрли. Однако один из тестов, необходимых для получения лицензии, обернулся неудачей, что привело к разрушению Dragon 2.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 7

Концепт космического корабля Starliner от компании Boeing / NASA

Из-за этого конкуренты из Boeing получили значительную фору. Система аварийного спасения Starliner прошла успешные испытания 4 ноября 2019 года, и 20 декабря стартовал беспилотный вариант корабля. Если бы всё прошло по плану, астронавты отправились бы на Starliner к МКС до конца 2020 года, однако во время беспилотного пробного запуска возникли проблемы: из-за сбоя в системе расчёта полётного времени корабль истратил много топлива, и оставшегося могло не хватить для стыковки с МКС. Специалисты решили отменить стыковку и вывели Starliner на орбиту, с которой он вернулся на Землю в течение 48 часов.

Тем временем SpaceX доработала Dragon 2: корабль успешно прошёл испытания 13 ноября. Планируется, что пилотируемый полёт состоится в мае 2020 года, но из-за пандемии COVID-19 его могут отложить.

* * *

Меньше чем за шестьдесят лет человечество перешло от единичных полётов астронавтов на орбиту к регулярным рейсам. Успехи в пилотируемой космонавтике и строительстве кораблей возродили интерес к внеземной экспансии. Теперь транспорт нужен не только для полётов к МКС: уже сейчас США вместе с другими странами планирует строительство окололунной станции. А там недалеко и до путешествия к Марсу.

Корабли в небе. Развитие пилотируемой космонавтики 8

Crew Dragon во время тестирования двигателей, ноябрь 2015 года / SpaceX

Если вы нашли опечатку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Avatar photo

Писатель-фантаст, популяризатор науки, член Союза писателей Санкт-Петербурга, Федерации космонавтики России, Санкт-Петербургского Союза ученых, Клуба научных журналистов, Ассоциации футурологов

Показать комментарии

С тех пор, как герои Жюля Верна отправились на Луну в пушечном снаряде, космические путешествия не давали покоя многочисленным фантастам. Авторская фантазия рождала все более хитроумные корабли для межпланетных перелетов: от классического «Тысячелетнего сокола» («Звездные войны») до более современного «Серенити» (сериал «Светлячок»).

Но 60 лет назад реальность отняла у фантастики монополию на внеземные полеты. С тех пор космические корабли уже не только плод воображения. Они даже успели пройти эволюционный путь, приобрести более современные технологии и дизайн. А поскольку сегодня (завтра) мир отметит 60-летие полета Юрия Гагарина в космос, самое время вспомнить, какие пилотируемые корабли пересекали границу космического пространства и как изменились, поднявшие нас к звездам, машины.

«Восток»

1957-й считается годом, когда началась космическая эра в истории человечества. Именно тогда Советский Союз запустил на орбиту первый искусственный спутник Земли. Тогда же СССР начал вынашивать более грандиозные планы. Весной 1957-го в том же конструкторском бюро, спроектировавшем «Спутник-1», появился отдел, перед которым стояла задача создать пилотируемый космический корабль. Через 4 года исследований, разработок и испытаний на свет появился «Восток».

Первый в истории космический корабль имел в длину (или в высоту — зависит от того, где он находился, на Земле или на орбите) 4,4 метра, то есть был короче современного автомобиля типа Mercedes S-Class. Он состоял из приборного отсека и спускного аппарата. В первом размещались приборы и датчики, которые обеспечивали орбитальный полет, аппаратуру связи, а также тормозную двигательную установку, необходимую для спуска аппарата на планету.

 корабль Восток

Второй предназначался для космонавтов, хотя на этапе испытаний в нем летали животные (Белка, Стрелка и другие менее известные собаки) и манекены, внутрь которых прятали мышей и морских свинок — таким образом, ученые исследовали влияние радиационного излучения на живые организмы.

В спускном аппарате мог разместиться только один человек, и даже для него места было немного. Он имел в своем распоряжении 1,6 кубических метра пространства — у Toyota Land Cruiser Prado объем багажного отделения больше. Космонавт сидел в кресле-катапульте, выстреливающем на этапе посадки. То есть, человек возвращался на Землю отдельно от спускного аппарата.

Зато, несмотря на тесноту кабины «Востока», инженеры нашли в ней место для контейнера с едой, которой хватило бы на десять дней. Такой щедрый запас они предусмотрели на случай, если бы у космического корабля отказала тормозная двигательная установка, и спускаться на поверхность пришлось бы без ее участия.

Впрочем, полет Юрия Гагарина, состоявшийся 12 апреля 1961 года, длился не так долго. Дорога туда и обратно у первого человека в космосе отняла всего 108 минут. В дальнейшем «Востоки» летали в космос еще пять раз, но не дольше, чем на пять суток. Затем этот космический корабль уступил место другой модели. 

Mercury

Но перенесемся мысленно на другое полушарие и в 1959-й год. Космические гонки только начались, и США пока в них проигрывают. Совсем молодое NASA готовит первое поколение астронавтов, состоящее из семи человек, и параллельно заключает договор с компанией McDonnell Aircraft на создание космического корабля Mercury.

Через два года у агентства появился готовый продукт. Mercury имел форму усеченного конуса с цилиндрической приставкой. В длину он насчитывал два метра, но к нему также прикреплялась почти 6-метровая башня системы аварийного спасения с собственным двигателем на верхушке. Этот элемент позволял отвести космический корабль от ракеты-носителя на безопасное расстояние, если бы случился какой-то сбой.

Как и в случае с «Востоком», в кабине Mercury мог разместиться только один человек. Он размещался в кресле и во время запуска находился в горизонтальном положении, разворачиваясь вертикально уже в космосе. Кабина была заполнена кислородом без примесей других газов. Кроме того, астронавт обладал запасом кислорода в скафандре, который также был оснащен датчиками для измерения сердечного ритма и ректальным термометром. От этой неудобной детали инженеры NASA избавились только в последней миссии Mercury, заменив ее оральным термометром.

корабль Mercury

Сам корабль тоже успел претерпеть изменения за время использования. Сначала астронавты располагали только двумя круглыми иллюминаторами диаметром по 15 см. Но настояли на том, что для управления кораблем им нужны большие окна. Поэтому круглые иллюминаторы разработчики заменили большими трапециевидными.

Несмотря на то, что Mercury был готов практически в то же время, что и «Восток», США все же уступили СССР в отправке человека в космос. Астронавт NASA Алан Шепард отправился туда 5 мая 1961-го, через три недели после Гагарина. В отличие от советского космонавта, он не совершил оборот вокруг планеты и вернулся на Землю в течение 15 минут.

Следом за Шепардом на Mercury летали еще пять астронавтов. После этого корабль заменили более современным аппаратом.

«Восход» и Gemini

После того, как СССР и США на практике убедились, что человек может летать в космос, пришло время для более амбициозных задач. Обе сверхдержавы захотели расширить емкость своих космических кораблей, чтобы отправлять в них более одного человека. Так на свет появились «Восход» и Gemini. Эти аппараты стали своего рода промежуточным звеном на пути к созданию легендарных «Союза» и Apollo. Но, несмотря на общие цели, подход к реализации проектов у конкурентов был разным.

Космічний фейл. Гучні провали та їхня ціна

В основе нового космического корабля СССР лежал его предшественник «Восток». Модели имели одинаковые габариты и дизайн, но, как мы помним, новинка должна была принять больше членов экипажа. Пространство освободили, отказавшись от кресла-катапульты, на котором космонавты раньше возвращались на Землю. Вместо этого в «Восходе» была установлена система мягкой посадки, чтобы экипаж приземлялся на борту корабля.

На этом оптимизация пространства не закончилась. Первая миссия «Восхода» была рассчитана на троих человек. Чтобы разместить их в тесной кабине, пришлось отказаться и от скафандров. Поэтому в случае разгерметизации на орбите космонавтов ничто не спасало от гибели, а отсутствие катапульты ставило их жизнь под угрозу при взлете и посадке.

Однако миссия прошла без проблем, и во второй полет с экипажем на борту «Восход» направился в двухместной конфигурации, а на космонавтах были скафандры. Помимо количества посадочных мест эта модель корабля отличалась от предыдущей еще одной важной особенностью. Она оснащалась надувной шлюзовой камерой, предназначенной для выхода космонавта в открытый космос. 12 марта 1965 года этой возможностью воспользовался Алексей Леонов. Первый человек, побывавший в открытом космосе, провел там 12 минут и вернулся. Больше люди на «Восходах» не летали.

NASA, в отличие от соперников из Союза, изначально планировало делать свои корабли двухместными. Проект и название получил соответствующее — Gemini, что в переводе с латыни означает «близнецы». При этом американцы сделали новый корабль более крупным, хотя внешне он и походил на своего предшественника Mercury. От аварийной башни на этот раз отказались, полагаясь на кресла-катапульты.

Корабль состоял из спускного аппарата, в котором, кроме кабины экипажа, размещались посадочные парашюты и приборно-аппаратного отсека с тормозной установкой для возвращения на Землю и оборудованием для орбитального полета.

Однако важнейшей деталью Gemini стал бортовой компьютер, разработанный компанией IBM. Он помогал астронавтам с навигацией и совершением маневров на орбите. До этого космические корабли не оснащались такой техникой, а все вычисления, связанные с полетами, производились на Земле.

корабль Gemini

Астронавты NASA летали на Gemini 10 раз в 1965 и 1966 годах. За это время они успели выйти в космос, отработать стыковку аппаратов на орбите, оценить влияние длительных полетов на человека. Все это позже пригодилось американскому агентству для осуществления исторической миссии — высадки на Луну. Но для этого NASA потребовался не только опыт, но и новый космический корабль.

Apollo

Доставка человека на поверхность другого небесного тела и его возвращение домой была задачей, с которой никто не сталкивался ни до, ни после программы «Аполлон». Поэтому корабль, созданный для этой миссии, выделялся на фоне других аппаратов, которые использовались только для покорения орбиты.

Apollo состоял из трех основных модулей: командного, сервисного и лунного. На этапе запуска он также оснащался аварийной башней и адаптером лунного модуля. По сути, это был защитный контейнер, в котором тот хранился до выхода в космос. Там контейнер раскрывался, лунный модуль стыковался с командным и сервисным, после чего это трио продолжало путь к спутнику нашей планеты.

Сердцем «Аполлонов» был командный модуль — единственная часть корабля, которая выживала в конце очередной миссии. Только представьте, общая высота «Аполлона» и ракеты-носителя «Сатурн-5», которая запускала его в космос составляла 110 метров — этого достаточно, чтобы приравнять конструкцию к небоскребу. Однако в конце оставался всего 3,2-метровый модуль.

модуль Apollo

По форме он напоминал своих предшественников — Gemini и Mercury — но был больше. В модуле хватало места на троих астронавтов, которым приходилось здесь есть, пить, спать и справлять нужду во время миссий, длившихся около недели. Учитывая все это, о комфорте речь не шла.

К началу полетов Apollo NASA уже успело проработать проблему с питанием и другими естественными потребностями астронавтов во время продолжительных полетов Gemini. Но модуль был тесной комнаткой без места для санузла. Во время полета Apollo-16 астронавт Кен Маттингли в шутку рассказывал своим коллегам, каким испытанием для него было справить все свои нужды, после чего сразу же съесть обед.

«Я хотел стать первым человеком на Марсе, но это убедило меня: если мы полетим туда на Apollo, то я пас», — делился он опытом.  

Но достаточно о быте астронавтов. Если командный модуль был сердцем корабля, сервисный был всем остальным. Он снабжал астронавтов водой, кислородом и электричеством. Он также оснащался двигателем, выводящим космические корабли на орбиту Луны и отправлявшим их обратно на Землю. Перед входом в атмосферу по дороге домой сервисный модуль отделялся от командного.

Эти части корабля нужны были, чтобы добраться до Луны и вернуться. Но по прибытии на спутник на первый план выходил лунный модуль. Он состоял из двух ступеней: посадочной и взлетной. Первая предназначалась для спуска на поверхность спутника, для чего оснащалась двигательной установкой, которая обеспечивала плавное приземление на Луну. Во время трех последних миссий «Аполлон» (15, 16 и 17) в ней также хранились лунные вездеходы — двухместные электромобили для езды по спутнику.

Місячне сяйво. Чи справді світ розпочав нові космічні перегони і що стоїть на кону

Во втором размещалась кабина экипажа. Отсюда астронавты управляли спуском на поверхность. Причем делали они это стоя — от кресел инженеры NASA отказались ради экономии веса. После завершения миссии на Луне астронавты возвращались на взлетную степень и покидали спутник. На орбите они стыковались с командным модулем и пересаживались в него. Взлетную степень просто оставляли на произвол судьбы и со временем она погибала на поверхности Луны.

На Apollo совершили 11 пилотируемых полетов. В июле 1969-го космический корабль NASA доставил на Луну Нила Армстронга и Базза Олдрина. После них побывать на спутнике нашей планеты удалось еще десяти астронавтам. С тех пор такое достижение никто не повторял.

«Союз»

Chevrolet Suburban — главный старожил мирового автопрома. Автомобили с таким названием выпускаются с 1935-го года. Ни одна модель не продержалась на конвейере дольше. Корабль «Союз» — то же самое, но в космической индустрии. Первый пилотируемый полет он совершил в 1967 году и с тех пор регулярно пересекает линию Кармана.

Конечно, современные «Союзы», которые возят космонавтов и астронавтов на МКС, уже не те, что в 60-х. Как минимум они рассчитаны на экипаж из трех человек, а не из двух, как их предки. За десятилетие космический корабль испытал и другие обновления вычислительных, навигационных, коммуникационных, энергетических и других ключевых систем.

Не будем утомлять вас перечислением всех нововведений, которые пережил «Союз» за более чем полувековую историю службы. Расскажем только о самом интересном. В 90-х, когда космическая гонка, холодная война и СССР остались позади, США и Россия сотрудничали в деле покорения космоса. Космонавты летали на «шаттлах», а астронавты гостили на орбитальной станции «Мир».

корабль Союз

И тут выяснился важный нюанс: у «Союзов» были очень строгие требования к росту пассажиров. Он должен быть не менее 1,63 м и не более 1,8 м. Норман Тагард, первый астронавт, побывавший на «Мире», подходил идеально, поэтому проблему не заметили. А вот его коллеги, которые должны были лететь туда после него, оказались либо слишком маленькими, либо слишком высокими. Досадное открытие списали на трудности коммуникации, но российские инженеры начали исправлять ситуацию — изменять компоновку приборов, проектировать новые кресла и т.д.

Правда, работу они закончили только в 2002 году, когда единственными жителями «Мира» были тихоокеанские рыбы — станцию затопили в 2001-м. Но астронавты, которые годами продолжали летать на «Союзах», вряд ли остались недовольными внесенными изменениями. Тем более, что почти 10 лет альтернатив российским космическим кораблям не существовало.

Кое-что в «Союзах» осталось неизменным. Все это время космические корабли состояли из трех основных частей: приборно-аппаратного отсека и спускного аппарата, о которых мы рассказывали ранее, а также бытового отсека, предназначенного для исследований, отдыха и питания экипажа.

Учитывая, что «Союз» долго находился в эксплуатации, он успел совершить очень много пилотируемых полетов. 143 раза он поднимал людей за пределы космического пространства. Это больше, чем у Space Shuttle, еще одного долгожителя индустрии, совершившего 135 полетов.

Space Shuttle

После завершения программы «Аполлон» в 1972 году и победы в космической гонке США взяли небольшой перерыв в пилотируемых полетах на орбиту, но лишь для того, чтобы эффектно вернуться к ним. В 1981 году службу в NASA начал Space Shuttle (англ. «космическая лодка») — первый в мире многоразовый космический корабль, способный не только доставлять на орбиту людей и грузы, но и возвращать их на Землю.

«Я не нудьгував, але до гарних краєвидів звик». Астронавт NASA Лерой Чіао — про життя на МКС

Шаттл поражал как своими возможностями, так и дизайном. Внешне он походил на самолет, но напомним, что его предшественники вообще напоминали конструктор из цилиндров, сфер и конусов. Это еще не «Тысячелетний сокол», но уже гораздо ближе к тому, о чем мечтали фантасты.

А еще он был намного больше своих предшественников. «Лодочка» насчитывала в длину 37 метров (больше 9-этажного дома), размах его крыла составлял 23 метра. Он состоял из трех частей: отсек для экипажа, грузового и двигательного отсеков.

В первом находилась полетная палуба — мозг корабля. Здесь могло разместиться до четырех астронавтов, которые управляли полетом Space Shuttle. Это было настоящее царство кнопок, рукояток и дисплеев — в кабине их насчитывалось более 2000. Под полетной находилась средняя палуба, также рассчитанная на четырех астронавтов. Здесь экипаж питался и отдыхал во время миссий, обычно длившихся более 10 дней. Кроме того, в средней палубе размещался туалет. Мочеприемники и индивидуальные пластиковые пакеты, на которые жаловался Кен Маттингли, остались в прошлом, поэтому астронавты эпохи Space Shuttle летали с большим комфортом. И это было недешевое удовольствие. Один туалет стоил $30 млн. 

Space Shuttle

Последним элементом пассажирской части являлся шлюзовый отсек, через который астронавты выходили в открытый космос. В «шаттле» могло поместиться до восьми человек, но с таким количеством людей он летал только раз.

За отделением экипажа находился грузовой отсек длиной 18 метров. Здесь «шаттлы» перевозили спутники для вывода на орбиту и элементы международной космической станции, которая строилась с помощью этих колоссальных машин. Кроме того, здесь располагалась 15-метровая роботизированная «рука», с помощью которой астронавты выгружали и загружали эти же спутники и детали МКС.

В задней части фюзеляжа находились двигатели Space Shuttle.

Следует отметить, что все, о чем говорилось выше, — «шаттл» в понимании широкой аудитории. На самом деле, это был лишь орбитальный ракетоплан — ключевая часть системы, которую NASA окрестила Space Shuttle. В нее также входила пара твердотопливных ракетных двигателей и наружный топливный бак. Первые обеспечивали полет «шаттлов» на старте, вторые помогали им добраться до орбиты. Топливный бак был единственной частью системы, которая не использовалась повторно. Даже ускорители, отработав свое, спускались на землю, после чего их находили и снова использовали. Сегодня таким же образом возвращает свои ракеты-носители новозеландская компания Rocket Lab.

Space Shuttle находился в эксплуатации с 1981 по 2011 год. Всего у NASA было 5 таких аппаратов. Два из них — шаттлы Challenger и Columbia — попали в аварии, унеся жизни 14 астронавтов. После крушения Columbia власти США решили закрыть программу.

Следует сказать, что в СССР был аналогичный проект — космический корабль «Буран». Однако он летал в космос только один раз в 1988 году, и то без экипажа. После этого программу закрыли. Корабль долго хранился в одном из корпусов космодрома «Байконур», пока на него не рухнула крыша, уничтожив уникальный аппарат.

Shenzhou

После запуска «Спутника-1» не только США захотели повторить достижения СССР. Китайский лидер Мао Цзэдун заявил, что его страна тоже будет делать спутники. Это обещание китайцы выполнили в начале 1970-х и поставили следующую цель: запустить в космос человека. Но тогда воплотить замысел не получилось, и страна вернулась к нему только в 90-е.

За помощью в работе над космическим кораблем Китай обратился к России. В 1995-м он получил доступ к технологиям «Союза» и приступил к созданию собственного аппарата, пока российские специалисты тренировали будущих тайконавтов.

Shenzhou

Четыре года спустя на свет появился Shenzhou. Китайский космический корабль был конструктивно похож на «Союз» и состоял из трех отсеков (спускного, приборно-аппаратного и бытового), но некоторые изменения инженеры КНР все же внесли. Во-первых, они увеличили его (Shenzhou примерно на 1,4 метра длиннее «Союза»), позволив экипажу из трех тайконавтов летать с большим комфортом. Во-вторых, они оснастили бытовой отсек собственными двигателями, чтобы иметь возможность автономного полета после отделения спускного аппарата.

Первый пилотируемый полет Shenzhou совершил в 2003 году, сделав Китай третьей страной в мире, отправившей человека в космос. Эту и две следующие миссии космического корабля можно назвать пробными. Китайцы экспериментировали с расширением экипажа и увеличением продолжительности полета, а также отрабатывали выход в открытый космос. Но в трех других Shenzhou уже использовался как полноценный транспорт. Космический корабль доставлял тайконавтов на китайские орбитальные станции Tiangong-1 и Tiangong-2.

SpaceX Crew Dragon

Говорить об Илоне Маске можно что угодно, но свое имя в истории покорения космоса он уже вписал. Предприниматель построил первый в мире коммерческий космический корабль, и теперь астронавты государственного агентства NASA летают на нем к МКС.

Crew Dragon состоит из двух элементов: капсулы и багажника. Первая предназначена для экипажа, который может насчитывать до семи человек. Дизайн интерьера выглядит по-футуристически привлекательным и одновременно сдержанным. Вероятно, потому что кабина не перегружена оборудованием. Помните царство кнопок Space Shuttle? Забудьте. В Crew Dragon значительную их часть заменяет три больших сенсорных дисплея.

Что ж, это современное решение. Так же, как и система автономной стыковки. Так, на подлете к МКС астронавты могут не утруждать себя этой задачей. При помощи бессчетных датчиков, камер и фаворита (лазерный дальномер) корабль сам направляет себя и контролирует скорость для стыковки со станцией.

Капсула оснащается системой аварийного спасения, однако инженеры SpaceX обошлись без башни, как и их коллеги из NASA в прошлом. Аппарат оснащается восемью двигателями, способными отвести ее на безопасное расстояние от ракеты-носителя в случае необходимости.

Багажник, как можно догадаться из названия, предназначен для перевозки грузов. Кроме того, его поверхность обшита солнечными панелями, поэтому он снабжает «Дракона» электричеством. При возвращении Crew Dragon на Землю этот отсек отсоединяется от капсулы и сгорает в атмосфере. А отделение с экипажем плавно на четырех парашютах приземляется в Атлантическом океане.

Crew Dragon

Crew Dragon только начал выполнять свою роль пилотируемого космического корабля. До настоящего времени он возил людей в космос дважды: летом и осенью прошлого года. К концу апреля запланирован еще один запуск, в ходе которого он доставит на МКС европейского, японского и двух американских астронавтов.

За прошедшие 60 лет космические корабли стали более крупными, вместительными, комфортабельными и высокотехнологичными. Но на самом деле эволюция этих аппаратов только началась. Новые космические корабли уже находятся на подходе. Просто сейчас Китай работает над заменой Shenzhou, в ангарах NASA ждет отправки на Луну Orion, а SpaceX набивает шишки на разработках Starship, который должен доставить человека на Марс.

Так что впереди нас ждет еще немало потрясающих разработок. 60 лет назад мы «Поехали!», и это путешествие еще очень далеко от завершения. Так что поедем дальше!

Подборка книг про звёздные ковчеги или корабли поколений

3 года назад · 15257 просмотров

Корабль поколений — гипотетический тип звездолёта типа «Межзвёздного ковчега» для межзвёздных путешествий со скоростями, значительно меньшими скорости света. Такие корабли могут находиться в пути многие десятки, сотни или тысячи лет; первые обитатели корабля поколений за это время вырастут, состарятся и умрут, а путешествие будут продолжать их потомки.

Подборка книг про звёздные ковчеги или корабли поколений

Сэмюэл Дилэни — Баллада о Бете-2

Сэмюэл Дилэни - Баллада о Бете-2

The Ballad of Beta-2
Повесть, 1965 год

Амбициозный студент-антрополог бьётся над разгадкой исторической подоплёки таинственного стихотворного произведения, авторство которого приписывают участникам колонизационной экспедиции землян, обернувшуюся катастрофой и последующим регрессом колонистов. Исследования приводят его на борт оставленного корабля, безмятежно дрейфующего в космосе…

Брайан Олдисс — Без остановки

Брайан Олдисс - Без остановки

Non-stop
Роман, 1958 год

В бесконечности космоса движется гигантский корабль, в недрах которого всё окружено ореолом тайны и царит регресс. Что же произошло? В чём цель бесконечного путешествия? Только ли люди имеют здесь жалкое подобие общества или же на борту кто-то тоже разумен?

Гарри Гаррисон — Пленённая Вселенная

Гарри Гаррисон - Пленённая Вселенная

Captive Universe
Роман, 1969 год

Вот уже более 500 лет длится эксперимент, задуманный на праматери Земле. И всё это время к загадочной Проксиме Центавра, пожирая парсеки пространства, движется невиданный космический корабль. Кажется, его создатели предусмотрели всё, смоделировав для обитателей этого исполина замкнутый мир — Пленённую Вселенную. Но когда имеешь дело с живыми людьми, предусмотреть абсолютно всё невозможно. Так уж устроен человек, что он с невероятной легкостью ломает чужие, пускай и самые выверенные планы и прокладывает свой путь.

Стивен Бакстер — «Мэйфлауэр-2»

Стивен Бакстер - «Мэйфлауэр-2»

Mayflower II
Повесть, 2004 год; цикл «Ксили»

Независимый астероид «Порт Сол» перед своим уничтожением коалиционными силами Земли успел выпустить в космос пять гигантских межзвездных кораблей-ковчегов, по тысяче человек в каждом. В надежде, что хотя бы они смогут затеряться в безбрежных просторах космоса, со временем колонизируют какую-нибудь подходящую планету и будут жить. Рассел оказался в третьем корабле-ковчеге, и стал одним из десяти членов руководства корабля, которые благодаря инопланетной технологии стали практически бессмертными. Таким образом он имел возможность видеть, что происходило на корабле в течение многих тысячелетий полета…

Андрей Ливадный — Ковчег

Андрей Ливадный - Ковчег

Роман, 2000 год

Две тысячи лет назад глобальная катастрофа превратила межзвездный исследовательский корабль `Ковчег` в `летучий голландец`. Однако жизнь на нем сохранилась. Полуразумные обитатели различных планет, собранные для проведения эксперимента по ускоренному развитию интеллекта, выстояли, приспособились к новым условиям и принялись сражаться за лидерство под искусственным солнцем Ковчега, храня память о таинственных и могучих Богах, когда-то низвергнутых их предками, и страшась возмездия. Но однажды старые легенды нашли реальное подтверждение…

Александр Золотько — Специфика транспортировки живой рыбы на большие расстояния

Повесть, 2012 год

Земля перенаселена. Человечеству, как воздух, необходима экспансия. И вот, оно близится к завершению, испытание первого завода-автомата по производству чистой экспансии человека в космос. Завершается год пути по межзвездному тоннелю, в конце которого 10 тысяч первых колонистов ждет целая планета. Разработчики «завода», казалось бы, предусмотрели все. Но…

Ким Стэнли Робинсон — Аврора

Ким Стэнли Робинсон - Аврора

Aurora
Роман, 2015 год

12 световых лет до Тау Кита растянулись в 160 для жителей Корабля. Внутри — целый мир. 24 биома, каждый со своей уникальной флорой, фауной и погодными условиями. Почти пятнадцать тысяч человек родились и умерли за время полета. Около двух тысяч населяют его сейчас. Для них Корабль был домом всю их жизнь. Но совсем скоро это изменится: Корабль начал торможение, до пункта назначения всего 10 лет. Впереди — новый мир, новая планета, новая надежда для человечества.

Борис Лапин — Первый шаг

Борис Лапин - Первый шаг

Борис Лапин — Первый шаг
Другие названия: Первая звёздная
Повесть, 1973 год

XXII век. Первая звёздная экспедиция продолжается сорок восемь лет, но должно смениться несколько поколений, прежде чем Корабль достигнет цели и вернётся обратно.
Рождённое на Земле первое поколение давно ушло. Уходит второе. Полина — последний его представитель. Изучая историю Корабля, она натыкается на целый ряд нестыковок и начинает расследование.

Джин Вулф (цикл)

Джин Вулф (цикл)

— Книга Нового Солнца
— И явилось Новое Солнце
— Книга Долгого Солнца
— Книга Короткого Солнца
Цикл: Брия
The Briah Cycle

Брия — так именуют нашу вселенную те, кто в ином цикле ее развития перешел в высший универсум — Йесод. И теперь иерограмматы наблюдают за тем, как древняя Земля, называемая Урс, медленно умирает в лучах Старого Солнца; как последний межзвездный монарх Тифон отправляет к далеким планетам звездный ковчег; как в Гильдии Палачей растет юноша Северьян, которому суждено принести своему миру Новое Солнце.

Превыше же Брии и Йесода — неведомый и недостижимый Бог, которого одни называют Предвечным, а другие — Посторонним.

Артур Кларк (цикл)

Артур Кларк (цикл)

— Свидание с Рамой
— Рама II / Rama II (1989)
— Сад Рамы / The Garden of Rama (1991)
— Рама явленный
Цикл: Рама
Rama

В романе «Свидание с Рамой» земляне встречают инопланетный космический корабль. Исследование его рождает немало загадок. И самая главная из них — о цивилизации, пославшей «летающую тарелку».

В следующих книгах цикла рассказ о гигантском «Раме» продолжается, открывая новые тайны строителей Рамы.

Сергей Лукьяненко — Донырнуть до звёзд

Сергей Лукьяненко - Донырнуть до звёзд

Рассказ, 2004 год
Огромный, полностью автоматизированный и разумный корабль летит в космосе, но люди на его борту не догадываются об этом. Они живут в своем мире без звезд, потому что другого не знают. И только один мальчик мечтает увидеть звезды, даже ценой своей жизни.

Клиффорд Саймак — Поколение, достигшее цели

Рассказ, 1953 год

Более тысячи лет сквозь чёрно-звёздный океан Вселенной несётся Корабль, построенный людьми. Уже сорок поколений сменилось на Корабле. Люди давно забыли свою цель и создали Миф о единственно надёжном и неподвижном мире – Корабле, вокруг которого текут и рассыпаются звёзды. Корабль стал для его обитателей примерно тем же, чем была Земля для древних вавилонян, — твердью в центре Вселенной, вокруг которой движутся звёзды, освещающие и согревающие её. Герой рассказа — Джон Хофф, обвинённый в ереси, потерявший друзей и вынужденный стать убийцей, первым поймёт, что могучий Разум человечества вот уже более тысячелетия ведёт Корабль к цели и незримо направляет поступки людей.

Источник:

Columbia's first launch on the mission

A spacecraft is a vehicle or machine designed to fly in outer space. A type of artificial satellite, spacecraft are used for a variety of purposes, including communications, Earth observation, meteorology, navigation, space colonization, planetary exploration, and transportation of humans and cargo. All spacecraft except single-stage-to-orbit vehicles cannot get into space on their own, and require a launch vehicle (carrier rocket).

On a sub-orbital spaceflight, a space vehicle enters space and then returns to the surface without having gained sufficient energy or velocity to make a full Earth orbit. For orbital spaceflights, spacecraft enter closed orbits around the Earth or around other celestial bodies. Spacecraft used for human spaceflight carry people on board as crew or passengers from start or on orbit (space stations) only, whereas those used for robotic space missions operate either autonomously or telerobotically. Robotic spacecraft used to support scientific research are space probes. Robotic spacecraft that remain in orbit around a planetary body are artificial satellites. To date, only a handful of interstellar probes, such as Pioneer 10 and 11, Voyager 1 and 2, and New Horizons, are on trajectories that leave the Solar System.

Orbital spacecraft may be recoverable or not. Most are not. Recoverable spacecraft may be subdivided by a method of reentry to Earth into non-winged space capsules and winged spaceplanes. Recoverable spacecraft may be reusable (can be launched again or several times, like the SpaceX Dragon and the Space Shuttle orbiters) or expendable (like the Soyuz). In recent years, more space agencies are tending towards reusable spacecraft.

Humanity has achieved space flight, but only a few nations have the technology for orbital launches: Russia (RSA or «Roscosmos»), the United States (NASA), the member states of the European Space Agency (ESA), Japan (JAXA), China (CNSA), India (ISRO), Taiwan[1][2][3][4][5] National Chung-Shan Institute of Science and Technology, Taiwan National Space Organization (NSPO),[6][7][8] Israel (ISA), Iran (ISA), and North Korea (NADA). In addition, several private companies have developed or are developing the technology for orbital launches independently from government agencies. The most prominent examples of such companies are SpaceX and Blue Origin.

History[edit]

A German V-2 became the first spacecraft when it reached an altitude of 189 km in June 1944 in Peenemünde, Germany.[9] Sputnik 1 was the first artificial satellite. It was launched into an elliptical low Earth orbit (LEO) by the Soviet Union on 4 October 1957. The launch ushered in new political, military, technological, and scientific developments; while the Sputnik launch was a single event, it marked the start of the Space Age.[10][11] Apart from its value as a technological first, Sputnik 1 also helped to identify the upper atmospheric layer’s density, through measuring the satellite’s orbital changes. It also provided data on radio-signal distribution in the ionosphere. Pressurized nitrogen in the satellite’s false body provided the first opportunity for meteoroid detection. Sputnik 1 was launched during the International Geophysical Year from Site No.1/5, at the 5th Tyuratam range, in Kazakh SSR (now at the Baikonur Cosmodrome). The satellite traveled at 29,000 kilometres per hour (18,000 mph), taking 96.2 minutes to complete an orbit, and emitted radio signals at 20.005 and 40.002 MHz

While Sputnik 1 was the first spacecraft to orbit the Earth, other man-made objects had previously reached an altitude of 100 km, which is the height required by the international organization Fédération Aéronautique Internationale to count as a spaceflight. This altitude is called the Kármán line. In particular, in the 1940s there were several test launches of the V-2 rocket, some of which reached altitudes well over 100 km.

Spacecraft types[edit]

Crewed spacecraft[edit]

Apollo 17 command module in Lunar orbit

As of 2016, only three nations have flown crewed spacecraft: USSR/Russia, USA, and China.
The first crewed spacecraft was Vostok 1, which carried Soviet cosmonaut Yuri Gagarin into space in 1961, and completed a full Earth orbit. There were five other crewed missions which used a Vostok spacecraft.[12] The second crewed spacecraft was named Freedom 7, and it performed a sub-orbital spaceflight in 1961 carrying American astronaut Alan Shepard to an altitude of just over 187 kilometers (116 mi). There were five other crewed missions using Mercury spacecraft.

Other Soviet crewed spacecraft include the Voskhod, Soyuz, flown uncrewed as Zond/L1, L3, TKS, and the Salyut and Mir crewed space stations. Other American crewed spacecraft include the Gemini spacecraft, the Apollo spacecraft including the Apollo Lunar Module, the Skylab space station, the Space Shuttle with undetached European Spacelab and private US Spacehab space stations-modules, and the SpaceX Crew Dragon configuration of their Dragon 2. US company Boeing also developed and flown a spacecraft of their own, the CST-100, commonly referred to as Starliner, but a crewed flight is yet to occur. China developed, but did not fly Shuguang, and is currently using Shenzhou (its first crewed mission was in 2003).

Except for the Space Shuttle, all of the recoverable crewed orbital spacecraft were space capsules.

  • Crewed spacecraft
  • Drawings of Mercury, Gemini capsules and Apollo spacecraft, with their launch vehicles

    American Mercury, Gemini, and Apollo spacecraft

  • Soviet Vostok capsule

    Soviet Vostok capsule

  • Line drawing of Voskhod capsules

    Soviet Voskhod (variant of Vostok)

  • Soyuz 7K-OK(A) drawing

    1967 Soviet/Russian Soyuz spacecraft

  • Drawing of Shenzhou spacecraft

    Chinese Shenzhou spacecraft

The International Space Station, crewed since November 2000, is a joint venture between Russia, the United States, Canada and several other countries.

Spaceplanes[edit]

Spaceplanes are spacecraft are built in the shape of, and function as, airplanes. The first example of such was the North American X-15 spaceplane, which conducted two crewed flights which reached an altitude of over 100 km in the 1960s. This first reusable spacecraft was air-launched on a suborbital trajectory on July 19, 1963.

The first partially reusable orbital spacecraft, a winged non-capsule, the Space Shuttle, was launched by the USA on the 20th anniversary of Yuri Gagarin’s flight, on April 12, 1981. During the Shuttle era, six orbiters were built, all of which have flown in the atmosphere and five of which have flown in space. Enterprise was used only for approach and landing tests, launching from the back of a Boeing 747 SCA and gliding to deadstick landings at Edwards AFB, California. The first Space Shuttle to fly into space was Columbia, followed by Challenger, Discovery, Atlantis, and Endeavour. Endeavour was built to replace Challenger when it was lost in January 1986. Columbia broke up during reentry in February 2003.

The first automatic partially reusable spacecraft was the Buran-class shuttle, launched by the USSR on November 15, 1988, although it made only one flight and this was uncrewed. This spaceplane was designed for a crew and strongly resembled the U.S. Space Shuttle, although its drop-off boosters used liquid propellants and its main engines were located at the base of what would be the external tank in the American Shuttle. Lack of funding, complicated by the dissolution of the USSR, prevented any further flights of Buran. The Space Shuttle was subsequently modified to allow for autonomous re-entry in case of necessity.

Per the Vision for Space Exploration, the Space Shuttle was retired in 2011 mainly due to its old age and high cost of program reaching over a billion dollars per flight. The Shuttle’s human transport role is to be replaced by SpaceX’s SpaceX Dragon 2 and Boeing’s CST-100 Starliner. Dragon 2’s first crewed flight occurred on May 30, 2020.[13] The Shuttle’s heavy cargo transport role is to be replaced by expendable rockets such as the Space Launch System and ULA’s Vulcan rocket, as well as the commercial launch vehicles.

Scaled Composites’ SpaceShipOne was a reusable suborbital spaceplane that carried pilots Mike Melvill and Brian Binnie on consecutive flights in 2004 to win the Ansari X Prize. The Spaceship Company will build its successor SpaceShipTwo. A fleet of SpaceShipTwos operated by Virgin Galactic was planned to begin reusable private spaceflight carrying paying passengers in 2014, but was delayed after the crash of VSS Enterprise.

Uncrewed spacecraft[edit]

Uncrewed spacecraft are spacecraft without people onboard. Uncrewed spacecraft may have varying levels of autonomy from human input; they may be remote controlled, remote guided or even autonomous, meaning they have a pre-programmed list of operations, which they will execute unless otherwise instructed.

Many space missions are more suited to telerobotic rather than crewed operation, due to lower cost and lower risk factors. In addition, some planetary destinations such as Venus or the vicinity of Jupiter are too hostile for human survival. Outer planets such as Saturn, Uranus, and Neptune are too distant to reach with current crewed spaceflight technology, so telerobotic probes are the only way to explore them. Telerobotics also allows exploration of regions that are vulnerable to contamination by Earth micro-organisms since spacecraft can be sterilized. Humans can not be sterilized in the same way as a spaceship, as they coexist with numerous micro-organisms, and these micro-organisms are also hard to contain within a spaceship or spacesuit. Multiple space probes were sent to study Moon, the planets, the Sun, multiple small Solar System bodies (comets and asteroids).

Special class of uncrewed spacecraft is space telescopes, a telescope in outer space used to observe astronomical objects. The first operational telescopes were the American Orbiting Astronomical Observatory, OAO-2 launched in 1968, and the Soviet Orion 1 ultraviolet telescope aboard space station Salyut 1 in 1971. Space telescopes avoid the filtering and distortion (scintillation) of electromagnetic radiation which they observe, and avoid light pollution which ground-based observatories encounter. The best-known examples are Hubble Space Telescope and James Webb Space Telescope.

Cargo spacecraft are designed to carry cargo, possibly to support space stations’ operation by transporting food, propellant and other supplies. Automated cargo spacecraft have been used since 1978 and have serviced Salyut 6, Salyut 7, Mir, the International Space Station and Tiangong space station.

Fastest spacecraft[edit]

  • Parker Solar Probe (estimated 343,000 km/h or 213,000 mph at first sun close pass, will reach 700,000 km/h or 430,000 mph at final perihelion)[14]
  • Helios I and II Solar Probes (252,792 km/h or 157,078 mph)

Furthest spacecraft from the Sun[edit]

  • Voyager 1 at 156.13 AU as of April 2022, traveling outward at about 3.58 AU/a (61,100 km/h; 38,000 mph)[15]
  • Pioneer 10 at 122.48 AU as of December 2018, traveling outward at about 2.52 AU/a (43,000 km/h; 26,700 mph)[15]
  • Voyager 2 at 122.82 AU as of January 2020, traveling outward at about 3.24 AU/a (55,300 km/h; 34,400 mph)[15]
  • Pioneer 11 at 101.17 AU as of December 2018, traveling outward at about 2.37 AU/a (40,400 km/h; 25,100 mph)[15]

Subsystems[edit]

A spacecraft astrionics system comprises different subsystems, depending on the mission profile. Spacecraft subsystems comprise the spacecraft’s bus and may include attitude determination and control (variously called ADAC, ADC, or ACS), guidance, navigation and control (GNC or GN&C), communications (comms), command and data handling (CDH or C&DH), power (EPS), thermal control (TCS), propulsion, and structures. Attached to the bus are typically payloads.

Life support
Spacecraft intended for human spaceflight must also include a life support system for the crew.

Attitude control
A Spacecraft needs an attitude control subsystem to be correctly oriented in space and respond to external torques and forces properly. The attitude control subsystem consists of sensors and actuators, together with controlling algorithms. The attitude-control subsystem permits proper pointing for the science objective, sun pointing for power to the solar arrays and earth pointing for communications.
GNC
Guidance refers to the calculation of the commands (usually done by the CDH subsystem) needed to steer the spacecraft where it is desired to be. Navigation means determining a spacecraft’s orbital elements or position. Control means adjusting the path of the spacecraft to meet mission requirements.
Command and data handling
The C&DH subsystem receives commands from the communications subsystem, performs validation and decoding of the commands, and distributes the commands to the appropriate spacecraft subsystems and components. The CDH also receives housekeeping data and science data from the other spacecraft subsystems and components, and packages the data for storage on a data recorder or transmission to the ground via the communications subsystem. Other functions of the CDH include maintaining the spacecraft clock and state-of-health monitoring.
Communications
Spacecraft, both robotic and crewed, utilize various communications systems for communication with terrestrial stations as well as for communication between spacecraft in space. Technologies utilized include RF and optical communication. In addition, some spacecraft payloads are explicitly for the purpose of ground–ground communication using receiver/retransmitter electronic technologies.
Power
Spacecraft need an electrical power generation and distribution subsystem for powering the various spacecraft subsystems. For spacecraft near the Sun, solar panels are frequently used to generate electrical power. Spacecraft designed to operate in more distant locations, for example Jupiter, might employ a radioisotope thermoelectric generator (RTG) to generate electrical power. Electrical power is sent through power conditioning equipment before it passes through a power distribution unit over an electrical bus to other spacecraft components. Batteries are typically connected to the bus via a battery charge regulator, and the batteries are used to provide electrical power during periods when primary power is not available, for example when a low Earth orbit spacecraft is eclipsed by Earth.
Thermal control
Spacecraft must be engineered to withstand transit through Earth’s atmosphere and the space environment. They must operate in a vacuum with temperatures potentially ranging across hundreds of degrees Celsius as well as (if subject to reentry) in the presence of plasmas. Material requirements are such that either high melting temperature, low density materials such as beryllium and reinforced carbon–carbon or (possibly due to the lower thickness requirements despite its high density) tungsten or ablative carbon–carbon composites are used. Depending on mission profile, spacecraft may also need to operate on the surface of another planetary body. The thermal control subsystem can be passive, dependent on the selection of materials with specific radiative properties. Active thermal control makes use of electrical heaters and certain actuators such as louvers to control temperature ranges of equipments within specific ranges.
Spacecraft propulsion
Spacecraft may or may not have a propulsion subsystem, depending on whether or not the mission profile calls for propulsion. The Swift spacecraft is an example of a spacecraft that does not have a propulsion subsystem. Typically though, LEO spacecraft include a propulsion subsystem for altitude adjustments (drag make-up maneuvers) and inclination adjustment maneuvers. A propulsion system is also needed for spacecraft that perform momentum management maneuvers. Components of a conventional propulsion subsystem include fuel, tankage, valves, pipes, and thrusters. The thermal control system interfaces with the propulsion subsystem by monitoring the temperature of those components, and by preheating tanks and thrusters in preparation for a spacecraft maneuver.
Structures
Spacecraft must be engineered to withstand launch loads imparted by the launch vehicle, and must have a point of attachment for all the other subsystems. Depending on mission profile, the structural subsystem might need to withstand loads imparted by entry into the atmosphere of another planetary body, and landing on the surface of another planetary body.
Payload
The payload depends on the mission of the spacecraft, and is typically regarded as the part of the spacecraft «that pays the bills». Typical payloads could include scientific instruments (cameras, telescopes, or particle detectors, for example), cargo, or a human crew.
Ground segment
The ground segment, though not technically part of the spacecraft, is vital to the operation of the spacecraft. Typical components of a ground segment in use during normal operations include a mission operations facility where the flight operations team conducts the operations of the spacecraft, a data processing and storage facility, ground stations to radiate signals to and receive signals from the spacecraft, and a voice and data communications network to connect all mission elements.[16]
Launch vehicle
The launch vehicle propels the spacecraft from Earth’s surface, through the atmosphere, and into an orbit, the exact orbit being dependent on the mission configuration. The launch vehicle may be expendable or reusable.

See also[edit]

  • Astrionics
  • Commercial astronaut
  • Flying saucer
  • List of crewed spacecraft
  • List of fictional spacecraft
  • NewSpace
  • Spacecraft design
  • Space exploration
  • Space launch
  • Spaceships in science fiction
  • Space suit
  • Spaceflight records
  • Starship
  • Timeline of Solar System exploration
  • U.S. Space Exploration History on U.S. Stamps

References[edit]

Citations[edit]

  1. ^ Adams, Sam (29 August 2016). «Taiwanese navy fires NUCLEAR MISSILE at fisherman during horrifying accident». Daily Mirror.
  2. ^ «At Mach-10, Taiwan’s Hsiung Feng-III ‘Anti-China’ Missiles could be faster than the BrahMos». defencenews.in. Archived from the original on 2017-08-07. Retrieved 2019-01-08.
  3. ^ Villasanta, Arthur Dominic (21 October 2016). «Taiwan Extending the Range of its Hsiung Feng III Missiles to Reach China».
  4. ^ Elias, Jibu (10 April 2018). «TSMC set to beat Intel to become the world’s most advanced chipmaker». PCMag India. Archived from the original on 12 May 2019. Retrieved 12 May 2019.
  5. ^ «TSMC is about to become the world’s most advanced chipmaker». The Economist. 5 April 2018.
  6. ^ «Taiwan’s upgraded ‘Cloud Peak’ mi… — Taiwan News». Taiwan News. 25 January 2018.
  7. ^ «Taiwan To Upgrade ‘Cloud Peak’ Medium-range Missiles For Micro-Satellites Launch». www.defenseworld.net.
  8. ^ Sheldon, John (30 January 2018). «Taiwan’s New Ballistic Missile Capable of Launching Microsatellites — SpaceWatch.Global». spacewatch.global.
  9. ^ Peenemünde (Dokumentation) Berlin: Moewig, 1984.ISBN 3-8118-4341-9.
  10. ^ Dougall, Walter A. (Winter 2010) «Shooting the duck»,[permanent dead link] American Heritage
  11. ^ Swenson, L. Jr.; Grimwood, J. M.; Alexander, C. C. This New Ocean, A History of Project Mercury. pp. 66–62424. On October 4, 1957 Sputnik I shot into orbit and forcibly opened the Space Age.
  12. ^ «Vostok». Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on 2011-06-29.
  13. ^ @SpaceX (30 May 2020). «Liftoff!» (Tweet). Retrieved 31 May 2020 – via Twitter.
  14. ^ Bartels, Meghan; November 6, Space com Senior Writer |; ET, 2018 07:00am (6 November 2018). «NASA’s Parker Solar Probe Just Made Its First Close Pass by the Sun!». Space.com. Retrieved 2018-12-16.
  15. ^ a b c d «Spacecraft escaping the Solar System». www.heavens-above.com. Retrieved 2018-12-16.
  16. ^ «The Rosetta ground segment». ESA.int. 2004-02-17. Archived from the original on 2008-03-11. Retrieved 2008-02-11.

Sources[edit]

  • Knight, Will (January 23, 2006). «Spacecraft skin ‘heals’ itself». New Scientist. Retrieved February 11, 2008.
  • Wertz, James; Larson, Wiley J. (1999). Space Mission Analysis and Design (3rd ed.). Torrance, California: Microcosm. ISBN 978-1-881883-10-4.

External links[edit]

  • NASA: Space Science Spacecraft Missions Archived 2005-11-08 at the Wayback Machine
  • NSSDC Master Catalog Spacecraft Query Form
  • Early History of Spacecraft
  • Basics of Spaceflight tutorial from JPL/Caltech
  • International Spaceflight Museum

Columbia's first launch on the mission

A spacecraft is a vehicle or machine designed to fly in outer space. A type of artificial satellite, spacecraft are used for a variety of purposes, including communications, Earth observation, meteorology, navigation, space colonization, planetary exploration, and transportation of humans and cargo. All spacecraft except single-stage-to-orbit vehicles cannot get into space on their own, and require a launch vehicle (carrier rocket).

On a sub-orbital spaceflight, a space vehicle enters space and then returns to the surface without having gained sufficient energy or velocity to make a full Earth orbit. For orbital spaceflights, spacecraft enter closed orbits around the Earth or around other celestial bodies. Spacecraft used for human spaceflight carry people on board as crew or passengers from start or on orbit (space stations) only, whereas those used for robotic space missions operate either autonomously or telerobotically. Robotic spacecraft used to support scientific research are space probes. Robotic spacecraft that remain in orbit around a planetary body are artificial satellites. To date, only a handful of interstellar probes, such as Pioneer 10 and 11, Voyager 1 and 2, and New Horizons, are on trajectories that leave the Solar System.

Orbital spacecraft may be recoverable or not. Most are not. Recoverable spacecraft may be subdivided by a method of reentry to Earth into non-winged space capsules and winged spaceplanes. Recoverable spacecraft may be reusable (can be launched again or several times, like the SpaceX Dragon and the Space Shuttle orbiters) or expendable (like the Soyuz). In recent years, more space agencies are tending towards reusable spacecraft.

Humanity has achieved space flight, but only a few nations have the technology for orbital launches: Russia (RSA or «Roscosmos»), the United States (NASA), the member states of the European Space Agency (ESA), Japan (JAXA), China (CNSA), India (ISRO), Taiwan[1][2][3][4][5] National Chung-Shan Institute of Science and Technology, Taiwan National Space Organization (NSPO),[6][7][8] Israel (ISA), Iran (ISA), and North Korea (NADA). In addition, several private companies have developed or are developing the technology for orbital launches independently from government agencies. The most prominent examples of such companies are SpaceX and Blue Origin.

History[edit]

A German V-2 became the first spacecraft when it reached an altitude of 189 km in June 1944 in Peenemünde, Germany.[9] Sputnik 1 was the first artificial satellite. It was launched into an elliptical low Earth orbit (LEO) by the Soviet Union on 4 October 1957. The launch ushered in new political, military, technological, and scientific developments; while the Sputnik launch was a single event, it marked the start of the Space Age.[10][11] Apart from its value as a technological first, Sputnik 1 also helped to identify the upper atmospheric layer’s density, through measuring the satellite’s orbital changes. It also provided data on radio-signal distribution in the ionosphere. Pressurized nitrogen in the satellite’s false body provided the first opportunity for meteoroid detection. Sputnik 1 was launched during the International Geophysical Year from Site No.1/5, at the 5th Tyuratam range, in Kazakh SSR (now at the Baikonur Cosmodrome). The satellite traveled at 29,000 kilometres per hour (18,000 mph), taking 96.2 minutes to complete an orbit, and emitted radio signals at 20.005 and 40.002 MHz

While Sputnik 1 was the first spacecraft to orbit the Earth, other man-made objects had previously reached an altitude of 100 km, which is the height required by the international organization Fédération Aéronautique Internationale to count as a spaceflight. This altitude is called the Kármán line. In particular, in the 1940s there were several test launches of the V-2 rocket, some of which reached altitudes well over 100 km.

Spacecraft types[edit]

Crewed spacecraft[edit]

Apollo 17 command module in Lunar orbit

As of 2016, only three nations have flown crewed spacecraft: USSR/Russia, USA, and China.
The first crewed spacecraft was Vostok 1, which carried Soviet cosmonaut Yuri Gagarin into space in 1961, and completed a full Earth orbit. There were five other crewed missions which used a Vostok spacecraft.[12] The second crewed spacecraft was named Freedom 7, and it performed a sub-orbital spaceflight in 1961 carrying American astronaut Alan Shepard to an altitude of just over 187 kilometers (116 mi). There were five other crewed missions using Mercury spacecraft.

Other Soviet crewed spacecraft include the Voskhod, Soyuz, flown uncrewed as Zond/L1, L3, TKS, and the Salyut and Mir crewed space stations. Other American crewed spacecraft include the Gemini spacecraft, the Apollo spacecraft including the Apollo Lunar Module, the Skylab space station, the Space Shuttle with undetached European Spacelab and private US Spacehab space stations-modules, and the SpaceX Crew Dragon configuration of their Dragon 2. US company Boeing also developed and flown a spacecraft of their own, the CST-100, commonly referred to as Starliner, but a crewed flight is yet to occur. China developed, but did not fly Shuguang, and is currently using Shenzhou (its first crewed mission was in 2003).

Except for the Space Shuttle, all of the recoverable crewed orbital spacecraft were space capsules.

  • Crewed spacecraft
  • Drawings of Mercury, Gemini capsules and Apollo spacecraft, with their launch vehicles

    American Mercury, Gemini, and Apollo spacecraft

  • Soviet Vostok capsule

    Soviet Vostok capsule

  • Line drawing of Voskhod capsules

    Soviet Voskhod (variant of Vostok)

  • Soyuz 7K-OK(A) drawing

    1967 Soviet/Russian Soyuz spacecraft

  • Drawing of Shenzhou spacecraft

    Chinese Shenzhou spacecraft

The International Space Station, crewed since November 2000, is a joint venture between Russia, the United States, Canada and several other countries.

Spaceplanes[edit]

Spaceplanes are spacecraft are built in the shape of, and function as, airplanes. The first example of such was the North American X-15 spaceplane, which conducted two crewed flights which reached an altitude of over 100 km in the 1960s. This first reusable spacecraft was air-launched on a suborbital trajectory on July 19, 1963.

The first partially reusable orbital spacecraft, a winged non-capsule, the Space Shuttle, was launched by the USA on the 20th anniversary of Yuri Gagarin’s flight, on April 12, 1981. During the Shuttle era, six orbiters were built, all of which have flown in the atmosphere and five of which have flown in space. Enterprise was used only for approach and landing tests, launching from the back of a Boeing 747 SCA and gliding to deadstick landings at Edwards AFB, California. The first Space Shuttle to fly into space was Columbia, followed by Challenger, Discovery, Atlantis, and Endeavour. Endeavour was built to replace Challenger when it was lost in January 1986. Columbia broke up during reentry in February 2003.

The first automatic partially reusable spacecraft was the Buran-class shuttle, launched by the USSR on November 15, 1988, although it made only one flight and this was uncrewed. This spaceplane was designed for a crew and strongly resembled the U.S. Space Shuttle, although its drop-off boosters used liquid propellants and its main engines were located at the base of what would be the external tank in the American Shuttle. Lack of funding, complicated by the dissolution of the USSR, prevented any further flights of Buran. The Space Shuttle was subsequently modified to allow for autonomous re-entry in case of necessity.

Per the Vision for Space Exploration, the Space Shuttle was retired in 2011 mainly due to its old age and high cost of program reaching over a billion dollars per flight. The Shuttle’s human transport role is to be replaced by SpaceX’s SpaceX Dragon 2 and Boeing’s CST-100 Starliner. Dragon 2’s first crewed flight occurred on May 30, 2020.[13] The Shuttle’s heavy cargo transport role is to be replaced by expendable rockets such as the Space Launch System and ULA’s Vulcan rocket, as well as the commercial launch vehicles.

Scaled Composites’ SpaceShipOne was a reusable suborbital spaceplane that carried pilots Mike Melvill and Brian Binnie on consecutive flights in 2004 to win the Ansari X Prize. The Spaceship Company will build its successor SpaceShipTwo. A fleet of SpaceShipTwos operated by Virgin Galactic was planned to begin reusable private spaceflight carrying paying passengers in 2014, but was delayed after the crash of VSS Enterprise.

Uncrewed spacecraft[edit]

Uncrewed spacecraft are spacecraft without people onboard. Uncrewed spacecraft may have varying levels of autonomy from human input; they may be remote controlled, remote guided or even autonomous, meaning they have a pre-programmed list of operations, which they will execute unless otherwise instructed.

Many space missions are more suited to telerobotic rather than crewed operation, due to lower cost and lower risk factors. In addition, some planetary destinations such as Venus or the vicinity of Jupiter are too hostile for human survival. Outer planets such as Saturn, Uranus, and Neptune are too distant to reach with current crewed spaceflight technology, so telerobotic probes are the only way to explore them. Telerobotics also allows exploration of regions that are vulnerable to contamination by Earth micro-organisms since spacecraft can be sterilized. Humans can not be sterilized in the same way as a spaceship, as they coexist with numerous micro-organisms, and these micro-organisms are also hard to contain within a spaceship or spacesuit. Multiple space probes were sent to study Moon, the planets, the Sun, multiple small Solar System bodies (comets and asteroids).

Special class of uncrewed spacecraft is space telescopes, a telescope in outer space used to observe astronomical objects. The first operational telescopes were the American Orbiting Astronomical Observatory, OAO-2 launched in 1968, and the Soviet Orion 1 ultraviolet telescope aboard space station Salyut 1 in 1971. Space telescopes avoid the filtering and distortion (scintillation) of electromagnetic radiation which they observe, and avoid light pollution which ground-based observatories encounter. The best-known examples are Hubble Space Telescope and James Webb Space Telescope.

Cargo spacecraft are designed to carry cargo, possibly to support space stations’ operation by transporting food, propellant and other supplies. Automated cargo spacecraft have been used since 1978 and have serviced Salyut 6, Salyut 7, Mir, the International Space Station and Tiangong space station.

Fastest spacecraft[edit]

  • Parker Solar Probe (estimated 343,000 km/h or 213,000 mph at first sun close pass, will reach 700,000 km/h or 430,000 mph at final perihelion)[14]
  • Helios I and II Solar Probes (252,792 km/h or 157,078 mph)

Furthest spacecraft from the Sun[edit]

  • Voyager 1 at 156.13 AU as of April 2022, traveling outward at about 3.58 AU/a (61,100 km/h; 38,000 mph)[15]
  • Pioneer 10 at 122.48 AU as of December 2018, traveling outward at about 2.52 AU/a (43,000 km/h; 26,700 mph)[15]
  • Voyager 2 at 122.82 AU as of January 2020, traveling outward at about 3.24 AU/a (55,300 km/h; 34,400 mph)[15]
  • Pioneer 11 at 101.17 AU as of December 2018, traveling outward at about 2.37 AU/a (40,400 km/h; 25,100 mph)[15]

Subsystems[edit]

A spacecraft astrionics system comprises different subsystems, depending on the mission profile. Spacecraft subsystems comprise the spacecraft’s bus and may include attitude determination and control (variously called ADAC, ADC, or ACS), guidance, navigation and control (GNC or GN&C), communications (comms), command and data handling (CDH or C&DH), power (EPS), thermal control (TCS), propulsion, and structures. Attached to the bus are typically payloads.

Life support
Spacecraft intended for human spaceflight must also include a life support system for the crew.

Attitude control
A Spacecraft needs an attitude control subsystem to be correctly oriented in space and respond to external torques and forces properly. The attitude control subsystem consists of sensors and actuators, together with controlling algorithms. The attitude-control subsystem permits proper pointing for the science objective, sun pointing for power to the solar arrays and earth pointing for communications.
GNC
Guidance refers to the calculation of the commands (usually done by the CDH subsystem) needed to steer the spacecraft where it is desired to be. Navigation means determining a spacecraft’s orbital elements or position. Control means adjusting the path of the spacecraft to meet mission requirements.
Command and data handling
The C&DH subsystem receives commands from the communications subsystem, performs validation and decoding of the commands, and distributes the commands to the appropriate spacecraft subsystems and components. The CDH also receives housekeeping data and science data from the other spacecraft subsystems and components, and packages the data for storage on a data recorder or transmission to the ground via the communications subsystem. Other functions of the CDH include maintaining the spacecraft clock and state-of-health monitoring.
Communications
Spacecraft, both robotic and crewed, utilize various communications systems for communication with terrestrial stations as well as for communication between spacecraft in space. Technologies utilized include RF and optical communication. In addition, some spacecraft payloads are explicitly for the purpose of ground–ground communication using receiver/retransmitter electronic technologies.
Power
Spacecraft need an electrical power generation and distribution subsystem for powering the various spacecraft subsystems. For spacecraft near the Sun, solar panels are frequently used to generate electrical power. Spacecraft designed to operate in more distant locations, for example Jupiter, might employ a radioisotope thermoelectric generator (RTG) to generate electrical power. Electrical power is sent through power conditioning equipment before it passes through a power distribution unit over an electrical bus to other spacecraft components. Batteries are typically connected to the bus via a battery charge regulator, and the batteries are used to provide electrical power during periods when primary power is not available, for example when a low Earth orbit spacecraft is eclipsed by Earth.
Thermal control
Spacecraft must be engineered to withstand transit through Earth’s atmosphere and the space environment. They must operate in a vacuum with temperatures potentially ranging across hundreds of degrees Celsius as well as (if subject to reentry) in the presence of plasmas. Material requirements are such that either high melting temperature, low density materials such as beryllium and reinforced carbon–carbon or (possibly due to the lower thickness requirements despite its high density) tungsten or ablative carbon–carbon composites are used. Depending on mission profile, spacecraft may also need to operate on the surface of another planetary body. The thermal control subsystem can be passive, dependent on the selection of materials with specific radiative properties. Active thermal control makes use of electrical heaters and certain actuators such as louvers to control temperature ranges of equipments within specific ranges.
Spacecraft propulsion
Spacecraft may or may not have a propulsion subsystem, depending on whether or not the mission profile calls for propulsion. The Swift spacecraft is an example of a spacecraft that does not have a propulsion subsystem. Typically though, LEO spacecraft include a propulsion subsystem for altitude adjustments (drag make-up maneuvers) and inclination adjustment maneuvers. A propulsion system is also needed for spacecraft that perform momentum management maneuvers. Components of a conventional propulsion subsystem include fuel, tankage, valves, pipes, and thrusters. The thermal control system interfaces with the propulsion subsystem by monitoring the temperature of those components, and by preheating tanks and thrusters in preparation for a spacecraft maneuver.
Structures
Spacecraft must be engineered to withstand launch loads imparted by the launch vehicle, and must have a point of attachment for all the other subsystems. Depending on mission profile, the structural subsystem might need to withstand loads imparted by entry into the atmosphere of another planetary body, and landing on the surface of another planetary body.
Payload
The payload depends on the mission of the spacecraft, and is typically regarded as the part of the spacecraft «that pays the bills». Typical payloads could include scientific instruments (cameras, telescopes, or particle detectors, for example), cargo, or a human crew.
Ground segment
The ground segment, though not technically part of the spacecraft, is vital to the operation of the spacecraft. Typical components of a ground segment in use during normal operations include a mission operations facility where the flight operations team conducts the operations of the spacecraft, a data processing and storage facility, ground stations to radiate signals to and receive signals from the spacecraft, and a voice and data communications network to connect all mission elements.[16]
Launch vehicle
The launch vehicle propels the spacecraft from Earth’s surface, through the atmosphere, and into an orbit, the exact orbit being dependent on the mission configuration. The launch vehicle may be expendable or reusable.

See also[edit]

  • Astrionics
  • Commercial astronaut
  • Flying saucer
  • List of crewed spacecraft
  • List of fictional spacecraft
  • NewSpace
  • Spacecraft design
  • Space exploration
  • Space launch
  • Spaceships in science fiction
  • Space suit
  • Spaceflight records
  • Starship
  • Timeline of Solar System exploration
  • U.S. Space Exploration History on U.S. Stamps

References[edit]

Citations[edit]

  1. ^ Adams, Sam (29 August 2016). «Taiwanese navy fires NUCLEAR MISSILE at fisherman during horrifying accident». Daily Mirror.
  2. ^ «At Mach-10, Taiwan’s Hsiung Feng-III ‘Anti-China’ Missiles could be faster than the BrahMos». defencenews.in. Archived from the original on 2017-08-07. Retrieved 2019-01-08.
  3. ^ Villasanta, Arthur Dominic (21 October 2016). «Taiwan Extending the Range of its Hsiung Feng III Missiles to Reach China».
  4. ^ Elias, Jibu (10 April 2018). «TSMC set to beat Intel to become the world’s most advanced chipmaker». PCMag India. Archived from the original on 12 May 2019. Retrieved 12 May 2019.
  5. ^ «TSMC is about to become the world’s most advanced chipmaker». The Economist. 5 April 2018.
  6. ^ «Taiwan’s upgraded ‘Cloud Peak’ mi… — Taiwan News». Taiwan News. 25 January 2018.
  7. ^ «Taiwan To Upgrade ‘Cloud Peak’ Medium-range Missiles For Micro-Satellites Launch». www.defenseworld.net.
  8. ^ Sheldon, John (30 January 2018). «Taiwan’s New Ballistic Missile Capable of Launching Microsatellites — SpaceWatch.Global». spacewatch.global.
  9. ^ Peenemünde (Dokumentation) Berlin: Moewig, 1984.ISBN 3-8118-4341-9.
  10. ^ Dougall, Walter A. (Winter 2010) «Shooting the duck»,[permanent dead link] American Heritage
  11. ^ Swenson, L. Jr.; Grimwood, J. M.; Alexander, C. C. This New Ocean, A History of Project Mercury. pp. 66–62424. On October 4, 1957 Sputnik I shot into orbit and forcibly opened the Space Age.
  12. ^ «Vostok». Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on 2011-06-29.
  13. ^ @SpaceX (30 May 2020). «Liftoff!» (Tweet). Retrieved 31 May 2020 – via Twitter.
  14. ^ Bartels, Meghan; November 6, Space com Senior Writer |; ET, 2018 07:00am (6 November 2018). «NASA’s Parker Solar Probe Just Made Its First Close Pass by the Sun!». Space.com. Retrieved 2018-12-16.
  15. ^ a b c d «Spacecraft escaping the Solar System». www.heavens-above.com. Retrieved 2018-12-16.
  16. ^ «The Rosetta ground segment». ESA.int. 2004-02-17. Archived from the original on 2008-03-11. Retrieved 2008-02-11.

Sources[edit]

  • Knight, Will (January 23, 2006). «Spacecraft skin ‘heals’ itself». New Scientist. Retrieved February 11, 2008.
  • Wertz, James; Larson, Wiley J. (1999). Space Mission Analysis and Design (3rd ed.). Torrance, California: Microcosm. ISBN 978-1-881883-10-4.

External links[edit]

  • NASA: Space Science Spacecraft Missions Archived 2005-11-08 at the Wayback Machine
  • NSSDC Master Catalog Spacecraft Query Form
  • Early History of Spacecraft
  • Basics of Spaceflight tutorial from JPL/Caltech
  • International Spaceflight Museum

  • Рассказ про королевскую семью на английском
  • Рассказ про корову на английском
  • Рассказ про корову для 2 класса окружающий мир
  • Рассказ про коричневого лабрадора
  • Рассказ про корею на английском