Արբանյակի գործարկման գործընթացը. Ինչպե՞ս են աշխատում արբանյակները: Ուղեծրային արագություն և բարձրություն
Արբանյակի տիեզերք արձակումը նշանավորվեց նոր դարաշրջանով և դարձավ բեկումնային տեխնոլոգիաների և տիեզերագնացության ոլորտում: Արբանյակ ստեղծելու անհրաժեշտությունը որոշվել է քսաներորդ դարի սկզբին։ Այնուամենայնիվ, հենց սկզբից, արբանյակը արտաքին տիեզերք արձակելու ճանապարհին, կային բազմաթիվ խնդիրներ, որոնց վրա աշխատել են լավագույն ինժեներներն ու գիտնականները: Այս խնդիրները կապված էին շարժիչներ ստեղծելու անհրաժեշտության հետ, որոնք կարող են աշխատել ամենադժվար պայմաններում և միևնույն ժամանակ նրանք պետք է լինեն անսովոր հզոր: Նաև խնդիրներ են կապված արբանյակի հետագծի ճիշտ որոշման հետ։
Այսպիսով, խորհրդային գիտնականները լուծեցին առաջադրանքները, և 1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին ԽՍՀՄ-ում հաջողությամբ գործարկվեց արհեստական արբանյակ, որի շարժմանը հետևում էր ողջ աշխարհը։ Այս իրադարձությունը դարձավ համաշխարհային բեկում և նշանավորեց նոր փուլ ինչպես գիտության մեջ ընդհանրապես, այնպես էլ ողջ աշխարհում։
«Սոյուզ-Պրոգրես» արձակման ուղիղ հեռարձակում (առաքելություն դեպի ISS)
Արբանյակի կողմից լուծված առաջադրանքներ
Արբանյակի արձակման միջոցով լուծվող խնդիրները կարելի է սահմանել հետևյալ կերպ.
1. Կլիմայի ուսումնասիրություն;
Բոլորը գիտեն, թե ինչ ազդեցություն ունի կլիման գյուղատնտեսության և ռազմական ենթակառուցվածքների վրա: Արբանյակների շնորհիվ հնարավոր է կանխատեսել ավերիչ տարրերի տեսքը, խուսափել մեծ թվով զոհերից։
2. Երկնաքարերի ուսումնասիրություն;
Արտաքին տիեզերքում կան հսկայական քանակությամբ երկնաքարեր, որոնց քաշը հասնում է մի քանի հազար տոննայի։ Երկնաքարերը կարող են վտանգավոր լինել ոչ միայն արբանյակների, տիեզերանավերի, այլև մարդկանց համար։ Եթե երկնաքարի թռիչքի ժամանակ շփման ուժը փոքր է, ապա չայրված մասը կարող է հասնել Երկիր։ Երկնաքարերի արագության միջակայքը հասնում է 1220 մ/վրկ-ից մինչև 61000 մ/վրկ։
3. Հեռուստատեսային հեռարձակման կիրառում;
Ներկայումս հեռուստատեսության դերը մեծ է։ 1962 թվականին գործարկվեց առաջին հեռուստատեսային հեռարձակողը, որի շնորհիվ աշխարհը մի քանի րոպեի ընթացքում առաջին անգամ տեսավ տեսագրություններ Ատլանտյան օվկիանոսից այն կողմ:
4. GPS համակարգ.
GPS համակարգը հսկայական դեր է խաղում մեր կյանքի գրեթե բոլոր ոլորտներում: GPS-ը բաժանված է քաղաքացիական և ռազմական: Սա էլեկտրամագնիսական ազդանշան է, որը արձակվում է սպեկտրի ռադիոալիքային մասում արբանյակներից յուրաքանչյուրի վրա տեղադրված ալեհավաքի միջոցով: Բաղկացած է 24 արբանյակներից, որոնք ուղեծրի տեղում են 20200 կմ բարձրության վրա։ Երկրի շուրջ հեղափոխության ժամանակը 12 ժամ է։
Հեռահաղորդակցության արբանյակ «Arabsat-5B»
Սոյուզի գործարկում
Արբանյակների արձակում և ուղեծիր դուրս բերում
Սկզբից կարևոր է նշել արբանյակի թռիչքի ուղին: Առաջին հայացքից թվում է, որ ավելի տրամաբանական է հրթիռ արձակել ուղղահայաց (նպատակին ամենակարճ հեռավորության վրա), սակայն այս արձակման տեսակը անշահավետ է ստացվում թե՛ ինժեներական, թե՛ տնտեսական տեսանկյունից. տեսադաշտը։ Ուղղահայաց արձակված արբանյակի վրա ազդում են Երկրի ձգողական ուժերը, որոնք զգալիորեն հեռացնում են այն նախատեսված հետագծից, և մղման ուժը հավասարվում է Երկրի ձգողության ուժին:
Արբանյակի անկումից խուսափելու համար նախ այն արձակվում է ուղղահայաց, որպեսզի կարողանա հաղթահարել մթնոլորտի առաձգական շերտերը, նման թռիչքը շարունակվում է ընդամենը 20 կմ։ Այնուհետև արբանյակը թեքվում է ավտոմատ օդաչուի օգնությամբ և հորիզոնական ուղղությամբ շարժվում դեպի ուղեծիր։
Բացի այդ, ինժեներների խնդիրն է հաշվարկել թռիչքի ուղին այնպես, որ մթնոլորտային շերտերի հաղթահարման վրա ծախսվող արագությունը, ինչպես նաև վառելիքի արժեքը լինի բնորոշ արագության ընդամենը մի քանի տոկոսը։
Կարևոր է նաև, թե որ ուղղությամբ պետք է արձակել արբանյակը։ Երբ հրթիռ է արձակվում Երկրի պտույտի ուղղությամբ, տեղի է ունենում արագության աճ, որը կախված է արձակման վայրից։ Օրինակ, հասարակածում այն առավելագույն է և կազմում է 403 մ/վ։
Արբանյակների ուղեծրերը կամ շրջանաձև են կամ էլիպսաձև: Էլիպսաձեւ ուղեծիր կլինի այն դեպքում, երբ հրթիռի արագությունը շրջագծից բարձր է։ Ամենամոտ կետը կոչվում է պերիգե, իսկ ամենահեռավորը՝ ապոգե։
Արբանյակով հրթիռի արձակումն իրականացվում է մի քանի փուլով. Երբ առաջին փուլի շարժիչը դադարի աշխատել, մեկնարկային մեքենայի թեքության անկյունը կլինի 45 աստիճան, 58 կմ բարձրության վրա, ապա այն կառանձնացվի։ Երկրորդ փուլի շարժիչները ներառված են աշխատանքի մեջ՝ թեքության անկյան մեծացմամբ։ Այնուհետև երկրորդ փուլը բաժանվում է 225 կմ բարձրության վրա։ Այնուհետև իներցիայով հրթիռը հասնում է 480 կմ բարձրության և հայտնվում սկզբից 1125 կմ հեռավորության վրա գտնվող մի կետում։ Այնուհետեւ երրորդ փուլի շարժիչները սկսում են աշխատել:
Արբանյակի վերադարձը երկիր
Արբանյակի վերադարձը Երկիր ուղեկցվում է արգելակման որոշ խնդիրներով։ Արգելակումը կարող է իրականացվել երկու եղանակով.
- Մթնոլորտի դիմադրության շնորհիվ։ Մթնոլորտի վերին տարածք մտնող արբանյակի արագությունը կնվազի, բայց իր աերոդինամիկ ձևի շնորհիվ այն կվերադառնա դեպի արտաքին տիեզերք: Դրանից հետո արբանյակը կնվազեցնի իր արագությունը և ավելի խորը կմտնի մթնոլորտ։ Սա կկրկնվի մի քանի անգամ։ Դանդաղեցնելուց հետո արբանյակը կիջնի՝ օգտագործելով քաշվող թեւերը:
- Ավտոմատ հրթիռային շարժիչ: Հրթիռային շարժիչը պետք է ուղղվի արհեստական արբանյակի շարժին հակառակ ուղղությամբ։ Այս մեթոդի առավելությունն այն է, որ արգելակման արագությունը կարող է ճշգրտվել:
Եզրակացություն
Այսպիսով, ընդամենը կես դարում արբանյակները մտան մարդկային կյանք: Նրանց մասնակցությունն օգնում է բացահայտել նոր արտաքին տարածություններ: Արբանյակը, որպես անխափան կապի միջոց, օգնում է մարդկանց առօրյան հարմարավետ դարձնել։ Նրանք ճանապարհ հարթելով դեպի արտաքին տիեզերք՝ օգնում են մեր կյանքը դարձնել այնպիսին, ինչպիսին կա հիմա:
Եթե ISS-ի անձնակազմի անդամը, ով դուրս է եկել տիեզերք, իր հետ վերցրել է փոքրիկ արկղ, ապա այն նետել տիեզերք, դա ամենևին չի նշանակում, որ կայարանում ընդհանուր մաքրում է տեղի ունենում։ Ամենայն հավանականությամբ, շատ փոքր արբանյակ է շարժվել իր ուղեծրային ճանապարհով: Նանոարբանյակների գործարկումն այսօր, եթե ոչ էժան, ապա արդեն համեմատաբար մատչելի հաճույք է դարձել, և ուսանողները և նույնիսկ ինքդ ինքդ դիզայներների սիրողականները միացել են տիեզերքի հետախուզմանը:
Օլեգ Մակարով
Մեծ լուրջ արբանյակը, օրինակ, որը սպասարկում է GPS համակարգը, կշռում է մեկուկես-երկու տոննա, և դրա արտադրության և ուղեծիր դուրս գալու արժեքը գերազանցում է 100 միլիոն դոլարը, գրեթե առանց չափազանցության կդառնա ոսկի: Բայց եթե այս կիլոգրամներից այդքան շատ բան չկա, ապա տիեզերանավի արձակումը կարող է շատ ավելի բյուջետային իրադարձություն դառնալ:
Աշխարհի առաջին արհեստական Երկրային արբանյակը, թեև այն պարունակում էր ոչ այլ ինչ, քան ռադիոհաղորդիչ, կշռում էր պինդ 83,6 կգ: Այդ ժամանակից ի վեր էլեկտրոնիկան առաջ է շարժվել, փոքրացվել է մեծության պատվերներով, և այժմ արբանյակները, որոնք կշռում են մի քանի կիլոգրամից մինչև մի քանի գրամ, կարող են, ինչպես պարզվում է, բավականին ֆունկցիոնալ լինել: Հենց դա պարզ դարձավ, տիեզերական հետազոտությունը դադարեց կառավարական գերատեսչությունների և հսկայական հրթիռային ու տիեզերական կորպորացիաների բացառիկ իրավասությունը լինելուց. եկել է ուսանողական և սիրողական արբանյակների կառուցման ժամանակը, որին զուգահեռ աստիճանաբար բարձրանում է տիեզերական սիրավեպի երկրորդ ալիքը: Եվ այս ալիքը նույնպես չշրջանցեց Ռուսաստանին։
CubeSat-ը նանոարբանյակ է, որը մշակվել է Կալիֆորնիայի պոլիտեխնիկական համալսարանի և Սթենֆորդի համալսարանի կողմից՝ հատուկ տիեզերքում ուսանողների և սիրողական փորձերի համար: Չափերը՝ 10 x 10 x 10 սմ, քաշը՝ 1,3 կգ։ Այս օրերին դուք կարող եք խանութից գնել նանոարբանյակ կառուցելու համար նախատեսված հավաքածու:
Գտել են միմյանց
Հնարավո՞ր էր արդյոք 20-40 տարի առաջ պատկերացնել, որ ուղեծրային տիեզերանավի ստեղծումը կդառնա ուսանողական աշխատանքի թեմա։ Այսօր Հարավարևմտյան պետական համալսարանի (Կուրսկ) էլեկտրոնային հաշվողական սարքավորումների նախագծման բաժնի ուսանողները սարքավորում են ստեղծում ուղեծիր ուղարկելու համար։ «Մենք միակ համալսարանը չենք Ռուսաստանում, որտեղ արբանյակներ են մշակվում», - ասում է փոքր տիեզերանավերի զարգացման կենտրոնի ղեկավար, դոցենտ Վալերյան Պիկկիևը: - Մոսկվայի պետական տեխնիկական համալսարանում կան սարքեր: Բաուման, Մոսկվայի պետական համալսարան, Ռազմական տիեզերական ակադեմիա: Ա.Ֆ. Մոժայսկին, սակայն, դրանք արդեն լուրջ մասնագիտական աշխատանքներ են, որոնցում ներգրավված է մեր առաջատար բուհերի ողջ գիտական ներուժը։ Մենք ունենք և՛ սարքավորումները, և՛ փորձերը, որոնք կիրականացվեն այս տեխնիկայի միջոցով՝ ամեն ինչ հորինված է հենց ուսանողների կողմից։
SWSU-ի Էլեկտրոնային հաշվողական միջոցների նախագծման բաժինը ստեղծվել է 1965 թվականին և զբաղվում էր հայրենական ձեռնարկությունների տարբեր էլեկտրոնիկայի, այդ թվում՝ ռազմական սարքերի մշակմամբ։ Դրանց թվում էին վակուումաչափեր՝ հազվագյուտ միջավայրում մասնիկների կոնցենտրացիան չափող սարքեր: Այս սարքերը հետաքրքրություն են առաջացրել հրթիռային և տիեզերական արդյունաբերության ձեռնարկությունների՝ NPO-ի կողմից: Լավոչկինը և RSC Energia-ն:
Թռչում է հին կոստյումով
Այս պահին Energia-ն արդեն ուներ փոքր արբանյակների ստեղծման և արձակման սեփական ծրագիրը: «Ամեն ինչ սկսվեց 15 տարի առաջ», - ասում է RSC Energia-ի առաջատար մասնագետ Սերգեյ Սամբուրովը: - 1997-ին տիեզերագնաց Վալերի Պոլյակովն առաջարկեց նշել առաջին արբանյակի 40-ամյակը՝ արձակելով դրա փոքր օրինակը։ Առաջարկն ընդունվել է, և սարքի ստեղծմանը մասնակցել են (թեև խորհրդանշական) դպրոցականներ Կաբարդինո-Բալկարիայից և ֆրանսիական ռեյունյոնից։ Արբանյակը ոչ միայն նման էր իր նախատիպին, այլև վերարտադրեց իր «լցոնումը», ներառյալ «բիփ-բիփ-բիփ» ազդանշանի հաղորդիչը: Իհարկե, այս ապարատի համար առանձին կրիչ չի օգտագործվել. այն «Պրոգրես» տիեզերանավով առաքվել է «Միր» ուղեծրային կայան, և այնտեղ, պլանավորված տիեզերական զբոսանքի ժամանակ, այն «նետվել» է արտաքին տիեզերք:
Առաջին արբանյակի ավելի փոքր կրկնօրինակի արձակումը իսկական իրարանցում առաջացրեց ամբողջ աշխարհի ռադիոսիրողների շրջանում, հատկապես նրանց շրջանում, ովքեր կարոտով վերհիշեցին իրենց երիտասարդությունը և 1957 թվականի արբանյակի ռադիոազդանշանը: Որոշվեց շարունակել թեման, իսկ հաջորդ տարի գործարկվեց մեկ այլ սիրողական ռադիո արբանյակ, որը հեռարձակում էր երգեր և տարբեր լեզուներով դիմում Երկիր մոլորակի հանդիսատեսին։ Ուղեծրային կայաններից արբանյակներ արձակելու տեխնոլոգիան բարելավվեց, և 2002-ին RSC Energia-ն տիեզերական հետազոտությունների ինստիտուտի հետ միասին ուղեծիր ուղարկեց փոքրիկ Կոլիբրի ապարատ՝ գիտական սարքավորումներով: Նրանք գործարկեցին այսպես. Երբ «Պրոգրեսը» դուրս եկավ ISS-ից, նրա լյուկը բաց մնաց: Նավի ներսում տեղադրվել է կոնտեյներ, որը, երբ բռնող լարը այրվել է սկյուռի կողմից, բառացիորեն արբանյակ է արձակվել։
Իսկ 2006 թվականին RSC Energia-ն ամերիկյան AMSAT ռադիոսիրողական կորպորացիայի ներկայացուցիչների հետ ծնեց տիեզերական հետազոտության պատմության ամենաօրիգինալ նախագծերից մեկը։ Որոշվեց իր նպատակին ծառայած Orlan-M տիեզերանավերի հիման վրա ստեղծել նոր սիրողական ռադիո արբանյակ, որն օգտագործվում էր որպես ISS-ին մատակարարվող սարքավորումների տեղադրման հարթակ։ Radioskaf-1 արբանյակի վրա չկար գիտական սարքավորում (նույն ինքը՝ SuitSat-1)՝ միայն ալեհավաքներ (սաղավարտի վրա տեղադրված), ռադիոկայան, ձայնային հաղորդումների հեռարձակման թվային բլոկ, երկու տեսախցիկ (թվային և ֆիլմ) և մարտկոց։ Հետաքրքիր է, որ կոստյումի ստանդարտ մարտկոցը չի տեղավորվում. այն նախատեսված է լիցքավորման-լիցքաթափման փոքր թվով ցիկլերի համար, և արբանյակը, որի ջերմաստիճանը ուղեծրում իջնում է մինուս 100-ից մինչև 100 աստիճան Ցելսիուս, կօգտագործի նման ռեսուրսը: սարքը շատ արագ: Ավելին, Radioskaf-1-ը չուներ արևային մարտկոցներ և հույսը դնում էր միայն մարտկոցի աշխատանքի վրա։ Փետրվարին ISS տիեզերագնաց Վալերի Տոկարևը, դուրս գալով արտաքին տիեզերք, իր հին տիեզերանավը նոր լցոնով հրեց իրենից, և արբանյակը գնաց երկշաբաթյա առաքելության:
Սքաֆ և զգեստապահարան
Չնայած նախագծի ողջ էկզոտիկությանը, կոստյումը շատ էր հետաքրքիր հարթակփոքր արբանյակների համար. Նախ, այն պետք չէ հասցնել ՄՏՀ-ին, քանի որ այն արդեն առաքվել է այնտեղ։ Երկրորդ, երկարավուն ձևը բացում է պասիվ կայունացման հնարավորությունը բեռի անհավասար բաշխման պատճառով (ավելի ծանր մասը միշտ «ձգվելու» է դեպի Երկիր, և արբանյակը չի պտտվելու իր առանցքի շուրջ): Ի վերջո, կոստյումն ունի բալոն, որը կարող է պարունակել թթվածին կամ այլ գազ 100 ատմ ճնշման տակ: Սա կարող է օգտագործվել արբանյակային փչովի սարքեր տեղադրելու համար:
Այնուամենայնիվ, մինչ RSC Energia-ում Radioskaf-2 պլանը հասունանում էր, կրկին տիեզերական կոստյումի հիման վրա, խնդիր կար: Հաջորդ հին տիեզերանավը, որի վրա նրանք ցանկանում էին տեղադրել արբանյակը, պետք է դուրս նետվեր ՄՏԿ-ից՝ չսպասելով, որ երկրորդ արբանյակի սարքավորումները պատրաստ լինեն. տիեզերքը պակասում է: «Մենք չէինք կարող սպասել ևս հինգ տարի, որպեսզի նոր կոստյումը փոխարինի հինին, որպեսզի հնանա», - ասում է Սերգեյ Սամբուրովը: «Դրա համար, ինչպես կատակում ենք, Ռադիոսկաֆի փոխարեն պետք է սարքեինք ռադիոկաբինետ, այսինքն՝ ուղղանկյուն զուգահեռանիստի տեսքով կառույց՝ 500 x 500 x 300 մմ չափսերով։ Նախագիծը համընկնում էր Գագարինի թռիչքի կեսդարյա տարեդարձի հետ, և սարքն ինքնին անվանակոչվեց «Կեդր»՝ ի պատիվ մոլորակի առաջին տիեզերագնացի կանչի նշանի։ Նա ուներ նաև մեկ այլ անուն՝ ARISSat-1՝ ՄՏՀ-ից արձակված արբանյակներով աշխատող ռադիոսիրողների միջազգային ասոցիացիայի անվանման համաձայն։ Արբանյակը ստեղծվել է միջազգային համագործակցության շրջանակներում, բայց նաև առաջին անգամ դրա ստեղծմանը ակտիվ մասնակցություն է ունեցել SWGU էլեկտրոնային հաշվողական համակարգերի նախագծման բաժինը, որը դարձել է Radioskaf նախագծի լիիրավ գործընկերը 2010 թվականին: Այստեղ է, որ ձեռնտու են Կուրսկի ուսանողների նախագծած գիտական սարքավորումները՝ նույն վակուումաչափերը: Իհարկե, «Կեդր»-ի ստեղծողները չեն մոռացել ռադիոսիրողների մասին, որոնց համար տրամադրվել է հաղորդագրությունների հեռարձակում աշխարհի տարբեր լեզուներով։ Արբանյակը ՄՏԿ-ից ուղեծիր է ուղարկվել 2011 թվականի օգոստոսի 3-ին և այն հաջողությամբ ավարտեց իր առաքելությունը, մասնավորապես՝ չափելով մասնիկների խտությունը վակուումում՝ տարբեր բարձրությունների ուղեծրերում։
Նանոարբանյակ Անդերի վրա
«Մենք շարունակում ենք աշխատել Radioskaf ծրագրի վրա՝ համագործակցելով RSC Energia-ի հետ, որը մասամբ ֆինանսավորում է մեր գործունեությունը և ստանձնում է ուսանողական և սիրողական ռադիո սարքերի թողարկումը որպես իր փորձարարական ծրագրերի մաս», - ասում է Վալերյան Պիկկիևը: - Եվս մեկ արբանյակ՝ «Չասկի-1»-ը, անում ենք Պերուի Տեխնիկական համալսարանի ուսանողների հետ միասին։ Դա կլինի աշխարհում տարածված CubeSat նանոֆորմատով արբանյակ (10 սմ կողերով խորանարդ, քաշը՝ 1,3 կգ): Տիեզերանավի վրա գիտական սարքավորում չի լինի, բայց մենք մտադիր ենք փորձարկել հատուկ նախագծված շրջանակ, որը հնարավորություն է տալիս պասիվորեն կայունացնել արբանյակը Երկրի մագնիսական դաշտի գծերով։ Բացի այդ Chasky-1-ի վրա կտեղադրվեն ցածր խտությամբ տեսախցիկներ։ Դրանք հնարավորություն կտան լուսանկարել երկրի մակերեսը (երկու տեսախցիկ տեսանելի սպեկտրում, երկու ինֆրակարմիր), դրանցից ստացված պատկերը հասանելի կլինի ռադիոսիրողների համար։ Մենք նաև կմշակենք հրամանի տողը 144, 430 ՄՀց հաճախականությամբ: Այս ամենը մեզ թույլ կտա հաջորդ համատեղ արբանյակում արձակել գիտական սարքավորումներ, մասնավորապես՝ մեր վակուումաչափերի նոր սերունդը, որոնք այժմ ունակ են գրանցել ոչ միայն մասնիկների կոնցենտրացիան, այլև որոշել դրանց բնույթը»։
Որտեղ նետել - սա է հարցը
Իհարկե, նանոարբանյակները կարող են գործարկվել տարբեր ձևերով: Կա հրթիռի երկրորդ և երրորդ փուլերի միջև արբանյակներով ձայներիզ դնելու տարբերակ, որը ուղեծիր է դնում, ասենք, կապի ծանր արբանյակ: Երկու փուլով հրթիռ-օդանավերի արձակման հայեցակարգեր են մշակվում՝ Virgin Galactic-ի LauncherOne նախագծի նման: Այնուամենայնիվ, քանի դեռ կա ISS-ը, այն հավանաբար կլինի ամենահուսալի հարթակը նման արձակումների համար, և այդ նպատակով այն օգտագործում են ինչպես ռուս տիեզերագնացները, այնպես էլ ԱՄՆ-ի և ճապոնացի տիեզերագնացները: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ այստեղ մարդկային գործոնը կարելի է նվազագույնի հասցնել։
Ռուս ուսանողական և սիրողական ռադիո արբանյակների կառուցման պատմությունը սկսվել է 1996 թվականին, երբ տիեզերագնաց Վալերի Պոլյակովի նախաձեռնությամբ Միր կայանից արձակվեց աշխարհի առաջին արբանյակի փոքր օրինակը։ Թռիչքը մեծ հետաքրքրություն է առաջացրել ամբողջ աշխարհի ռադիոսիրողների շրջանում։
«Այժմ մեր ծրագրի շրջանակներում մենք թնդանոթ ենք պատրաստում փոքր արբանյակներ արձակելու համար»,- ասում է Սերգեյ Սամբուրովը։ - Դա կլինի կոշիկի չափ տուփ, իսկ ներսում կլինի զսպանակ, որը հրամանով արբանյակը ճիշտ պահին դուրս կմղի: Եվ սա իրականում այնքան էլ պարզ չէ, քանի որ սարքը պետք է գործարկվի ճիշտ ուղղությամբ՝ միաժամանակ պտտելով: Եթե արբանյակը պարզապես դեն նետեք կայանից, ապա, ըստ բալիստիկ օրենքների, այն կվերադառնա կայան։ Անհրաժեշտ է նետել շարժման վեկտորի երկայնքով կամ վեկտորի դեմ, բայց դա անհնար է վեկտորի երկայնքով, քանի որ այդ դեպքում արբանյակը կբարձրանա ավելի բարձր ուղեծիր և կթռչի կայանի վրայով, և եթե կայանը ուղղի ուղեծիրը, կարող է բախում տեղի ունենալ: . Հավանականությունը փոքր է, բայց կա։ Պետք է նետել վեկտորի դեմ, այնուհետև սարքն անցնում է կայանի տակով, այնուհետև շրջանցում է այն և այլևս երբեք չի բախվի դրա հետ։ Արբանյակի ձեռքով արձակման տեխնիկան բավականին բարդ է, և տիեզերագնացներն այն մշակում են Երկրի վրա հիդրոավազանում մարզումների ժամանակ: Եթե ստեղծվի արբանյակներ նկարահանելու ավտոմատ սարք, ապա անձնակազմը պետք է անի ուղիղ երկու բան՝ սարքը դուրս հանի տիեզերք, այնուհետև կայան վերադառնալուն պես արձակման հրաման տա:
Օգտակար և ապահով
Այսօր RSC Energia-ն ստեղծել է հատուկ ստորաբաժանում, որը զբաղվում է փոքր տիեզերանավերով: Նրա գործունեության հիմնական խնդիրը կրթական է։ «Ուսանողները, ովքեր ուսման ընթացքում մասնակցել են տիեզերանավերի ստեղծմանը, մեզ մոտ կգան որպես գործնական դիզայնի փորձ ունեցող մասնագետներ։ Սա շատ կարևոր է մեզ համար»,- ասում է Սերգեյ Սամբուրովը։ «Բացի այդ, մի կարծեք, որ փոքր արբանյակները միայն սովորելու և հոբբիների համար են: Դրանց վրա կարող եք մշակել շարժման և մանևրելու տեխնոլոգիաներ, կայունացման համակարգեր, նոր սարքերի շահագործում բավականին լուրջ խնդիրների համար։ Եվ այս սարքերի համեմատաբար ցածր գնով, սխալի արժեքը նույնպես ավելի ցածր է, ինչը հակառակ դեպքում կարող է ոչնչացնել մեծ և թանկ արբանյակը կամ զոնդը:
Մնում է միայն վերջին հարցը. արդյոք նանոարբանյակներով գլոբալ հրապուրանքը կդառնա Երկրի մոտ տարածության աղտոտման ևս մեկ գործոն. ի վերջո, ուղեծրերում արդեն բավականաչափ տիեզերական աղբ կա: «Անհանգստանալու ոչինչ չկա»,- բացատրում է Վալերյան Պիկկիևը։ - Սիրողական արբանյակները չեն պատկանում ուղեծրային հարյուրամյակներին: ISS-ի բարձրությունից (մոտ 400 կմ) մեր արբանյակները թռչում են դեպի մթնոլորտի խիտ շերտերը ընդամենը կես տարի։ Բացի այդ, մենք դրանք պատրաստում ենք այն նյութերից, որոնք հեշտությամբ այրվում են օդի հետ շփումից, այնպես որ մեր մտքի երեխաներից ոչ մեկը երբեք ոչ մեկի գլխին չընկնի։
2018 թվականի հունվարին մարդկության պատմության մեջ տեղի ունեցավ արբանյակի առաջին անօրինական արձակումը տիեզերք, ավելի ճիշտ՝ միանգամից չորս փոքր փորձարարական ուղեծրային դրոններ։
SpaceBee-1, 2, 3 և 4 կոչվող արբանյակների անօրինական արձակումը տիեզերք կառավարել է ամերիկյան Swarm Technologies ընկերությունը, որը հնդիկ մասնագետների հետ պայմանավորվել է, որ նրանք լրացուցիչ բեռնել են չորս գրքի չափի անօդաչու թռչող սարքեր Polar Satellite Launch Vehicle-ի և երեքի վրա: տասնյակ այլ արբանյակներ:
Դեռևս 2000-ականներին Հնդկաստանի Տիեզերական հետազոտությունների կազմակերպությունը (ISRO) իր նպատակն էր դրել հարյուրավոր արբանյակներ ուղեծիր դուրս բերել պետության և բիզնեսի կարիքների համար և այս ուղղությամբ նկատելի հաջողությունների հասավ, ուստի նրանց համար դժվար չէր « գրավիր» մի քանի կոմերցիոն սարքեր նրանց հետ:
Բաց տվյալների համաձայն՝ PSLV հրթիռի վերջին հաջող արձակումը Հնդկաստանի, ԱՄՆ-ի, Կանադայի, Ֆինլանդիայի, Ֆրանսիայի և արբանյակներով։ Հարավային Կորեատեղի է ունեցել 12.01.2018թ.
Միայն այն բանից հետո, երբ Swarm Technologies արբանյակները տիեզերքում էին, ԱՄՆ կարգավորիչները ահազանգեցին. դժվար է նորմալ հետևել փոքր օբյեկտներին ուղեծրում, բայց միևնույն ժամանակ դրանք մահացու վտանգ են ներկայացնում ցանկացած սարքի կամ նավի համար, որին նրանք կարող են բախվել:
Swarm Technologies-ի հետ իրավական հակասությունն այն է, որ տիեզերքում իր գործողությունների համար պատասխանատու է ոչ թե Հնդկաստանը, այլ Միացյալ Նահանգները, որտեղ գրանցված է այս ընկերությունը: Սրանից հատկապես վրդովված է գիտական հանրությունը, որը պահանջում է պարզել, թե ինչպես են մի խումբ մասնավոր անձինք, պետությունից գաղտնի, ուղեծիր են դնում իրենց արբանյակները այն ժամանակ, երբ նույնիսկ Պենտագոնը պարտավոր է խստորեն զեկուցել նման բաների մասին, հազվադեպ բացառություններով: .
Համաձայն IEEE Spectrum ցանցային մեկ այլ հրապարակման՝ SpaceBee-1, 2, 3 և 4 արբանյակները նախատեսված են «երկկողմանի արբանյակային հաղորդակցության և ԱՄՆ-ից տվյալների փոխանցման համար»: Ինքը՝ Swarm Technologies-ի մասին հայտնի է, որ այն «աճել է» Կալիֆորնիայի Սիլիկոնային հովտի հայտնի ստարտափից պրոֆեսիոնալ շրջանակներում։
Ընկերությունը հիմնադրվել է երկու տարի առաջ կանադացի օդատիեզերական ինժեներ, ՆԱՍԱ-ի և Google-ի նախկին աշխատակից Սառա Սպանջելոյի և Միչիգանի համալսարանի պրոֆեսոր և անկախ ծրագրավորող Բենջամին Լոնգմայերի կողմից, ովքեր վաճառել են իր նախորդ Aether Industries ընկերությունը Apple Corporation-ին:
Ընկերությունն ունի ընդամենը հինգ աշխատակից, և այս ամբողջ թիմը աշխատում է մի համակարգի վրա, որը բիզնեսին թույլ կտա օգտագործել արբանյակային ինտերնետի հզորությունը՝ ստեղծելու նավերի, բեռնատարների, մեքենաների, գյուղատնտեսական սարքավորումների և ցանկացած այլ ցանց, որը կարող է նշանակվել: IP հասցե. Ինտերնետը այս բոլոր սարքերին աշխարհի ցանկացած կետում պետք է տարածվի SpaceBee-1, 2, 3 և 4, ինչպես նաև նրանց ապագա գործընկերների կողմից:
Ենթադրաբար, Swarm Technologies-ին անհրաժեշտ էին սեփական արբանյակներ, որպեսզի պոտենցիալ ներդրողներին ցույց տա, թե որքան էժան կարող է լինել արբանյակային ինտերնետը բիզնեսի նկատմամբ ճիշտ մոտեցմամբ՝ որպես Իրերի ինտերնետ հայեցակարգի մաս:
Ամեն ինչ լավ կլիներ, բայց 2017-ի դեկտեմբերին ԱՄՆ-ի կապի դաշնային հանձնաժողովը պաշտոնապես մերժեց ընկերության հայտը՝ փորձնական արբանյակներ արձակելու՝ անվտանգության նկատառումներով, որից հետո ստարտափները պարզապես անտեսեցին այս որոշումը՝ դրանով իսկ ստեղծելով վտանգավոր նախադեպ, որը կարող էր վերածվել աղետի կամ աղետի։ ապագայում տիեզերագնացների մահը. Կպատժվեն արդյոք նախաձեռնող ինժեներները, թե նրանք կկարողանան ավարտին հասցնել իրենց նախագծի աշխատանքները, դեռևս հայտնի չէ:
աղբյուրները
Ե՛վ մասնավոր ընկերությունները, և՛ շահույթ չհետապնդող կազմակերպությունները, և՛ անհատ էնտուզիաստները գնալով ավելի շատ գումար են հավաքում տիեզերական նախագծերի համար՝ քրաուդֆանդինգային հարթակների միջոցով: Եկեք խոսենք ամենահետաքրքիր գաղափարների մասին:
Տես Ապոլոնի հետքերը
Հարցը, թե արդյոք ամերիկացիները եղել են Լուսնի վրա, անհանգստացնում է հսկայական թվով մարդկանց ամբողջ աշխարհում։ Իսկ ռուսները՝ հատկապես։
Չորս տարի առաջ տիեզերագնացության հայտնի հանրահռչակող, բլոգեր Վիտալի Եգորովառաջարկել է ամենաուղիղ կերպով ստանալ «անիծյալ» հարցի պատասխանը՝ Լուսնի ուղեծիր ուղարկել արբանյակ, որը կնկարի Ապոլոսի վայրէջքի վայրերը։ Հիշեցնենք, որ դրանք ընդհանուր առմամբ վեցն էին, իսկ մոտակայքում պետք է լինեն տիեզերագնացների բազմաթիվ հետքեր, նրանց թողած արտեֆակտներ (մինչև լուսնային մեքենաներ) և պարզապես աղբ։
«Այժմ մասնավոր և ուսանողական արբանյակները ուղեծիր են ուղարկվում գրեթե ամեն ամիս», - ասաց Վիտալի Եգորովը նախագծի վերջին շնորհանդեսի ժամանակ, որը տեղի ունեցավ Տիեզերագնացության թանգարանում: Մենք որոշեցինք ճոճվել ավելի դժվար բանի վրա: Եվ սա Լուսինն է: Ինչպես գիտեք, հասարակությանը հուզում է երկու հարց՝ գոյություն ունեն արդյոք այլմոլորակայիններ և արդյո՞ք ամերիկացիները եղել են Լուսնի վրա: Ես անձամբ կասկած չունեմ, որ ամերիկացիները եղել են լուսնի վրա։ Այլմոլորակայինների հետ պարզ չէ, բայց մենք դրանք հետաձգեցինք ավելի ուշ, բայց առայժմ որոշեցինք կենտրոնանալ ավելի իրատեսական նպատակի վրա։
2015 թվականի հոկտեմբերին Եգորովը հայտարարեց դրամահավաքի մասին «ժողովրդական» միկրոարբանյակի կառուցման համար։ Այնուհետև երեք օրից պակաս ժամանակում բլոգերն ու նրա թիմը հավաքել են ավելի քան մեկ միլիոն ռուբլի: Տիեզերանավի առաջին տարբերակը շատ համեստ էր՝ փոքր շարժիչով և արևային մարտկոցներով: Բայց հետո, ուսումնասիրելով առաջիկա առաքելության բոլոր նրբությունները, նախագծի մասնակիցները ստիպված եղան մեծացնել արբանյակի զանգվածը, դրան ավելացնել լիարժեք հեղուկ շարժիչ և հզոր ալեհավաք: Զոնդը հագեցած կլինի լուսանկարչական սարքավորումներով, որոնք շատ հստակ նկարներ կանեն՝ յուրաքանչյուր պիքսելը կհամապատասխանի Լուսնի մակերեսի 25 սմ-ին։
2015 թվականից սարքն ամեն կերպ պարզեցվել է, իսկ ներկայիս տարբերակն արդեն չորրորդն է։ Բայց արբանյակ կառուցելու համար անհրաժեշտ կլինի մոտ հազար անգամ ավելի շատ միջոցներ, քան հավաքագրվել է քրաուդֆանդինգի միջոցով: Մասնակիցները հիմնվում են ֆինանսավորման տարբեր տարբերակների վրա՝ մասնավոր հովանավորների, գովազդային պայմանագրերի, ինչպես նաև հասարակության, բիզնեսի և պետության աջակցության վրա:
«Եթե այսօր պոտենցիալ հովանավորը գա մեզ մոտ և նվիրաբերի գումարով լցված բեռնատար, մենք կկարողանանք պատրաստել սարքը և այն հանձնել Բայկոնուր կամ Վոստոչնի առաջիկա երեք տարիների ընթացքում», - ասաց Վիտալի Եգորովը: «Թե երբ այն կարձակվի, կախված կլինի նրանից, թե ինչ հրթիռներ կան: Բայց բոլորը հետևելու են այս մեկնարկին, քանի որ կան բավականաչափ մարդիկ, ովքեր հավատում են լուսնային դավադրությանը»:
Ի՞նչ են նետում Արևմուտքում:
Kickstarter-ի անգլալեզու քրաուդֆանդինգ հարթակի առաջին տիեզերական նախագիծը ինը տարի առաջ փորձ էր արվել շատ մեծ օդապարիկ բաց թողնել մթնոլորտ՝ Երկիրը 40 կմ բարձրությունից լուսանկարելու համար (սա արդեն համարվում է տիեզերքի մոտ): Հաջողվել է հավաքել 296 դոլար։
Նույն հարթակում դրամահավաքի ամենաաղմկոտ արշավը Arkyd-100-ն է։ Սա «տիեզերական աստղադիտակ բոլորի համար» նախագիծ է։ Այդ մասին 2013 թվականին հայտարարել է Planetary Resources-ը, որը մտադիր էր հանքարդյունաբերություն սկսել աստերոիդների վրա։ Ընդհանուր առմամբ հանգանակվել է ավելի քան 1,5 մլն դոլար։ Դոնորներին խոստացել են «տիեզերական սելֆիներ» աստղադիտակի վրա և ցանկության դեպքում նկարահանել աստղագիտական առարկաներ: Սակայն 2016 թվականին հայտարարվեց, որ աստղադիտակի արձակումը տեղի չի ունենա։ Գումարը պետք է վերադարձվեր։
Հաբլ աստղադիտակի 10 ֆանտաստիկ նկար
Մեկ այլ ընկերություն պատրաստվում է տիեզերական զոնդ ուղարկել Լուսին՝ իր Հարավային բևեռի ժայռերի մեջ փորելու համար: Արդեն հավաքվել է ավելի քան մեկ միլիոն դոլար։ Եվ շահույթ չհետապնդող Planetary Society-ն ծախսել է 10 տարի՝ միջոցներ հավաքելով արևային առագաստով փոքրիկ արբանյակի՝ LightSail-ի առաքելության համար: Նախագծի նպատակը պարզ էր՝ ցույց տալ, որ նման տիեզերանավի ստեղծումը սկզբունքորեն հնարավոր է։ Դրա արժեքը գնահատվել է 1,8 մլն դոլար, և այս գումարը, ի վերջո, հավաքվել է։ 2019 թվականի հունիսի 25-ին արևային առագաստանավը ուղեծիր դուրս եկավ։
Տիեզերական այլ նախագծեր, որոնք ֆինանսավորում են ստացել ինտերնետ համայնքից, ներառում են SkyCube-ը (չափազանց փոքր արբանյակ, որը «փչում է» Երկրից տեսանելի փայլուն օդապարիկը), KickSat-ը (ենթադրվում է, որ այն կթողարկի փոստային նամականիշի չափ փոքրիկ արբանյակների պարս): ուղեծիր) և Plasma Jet Electric Thrusters (պլազմային շարժիչ, որը կիրառություն կգտնի ապագայի տիեզերագնացության մեջ):
... իսկ ինչի՞ համար՝ մեզ հետ։
Ռուսաստանում նույնպես գումար են հավաքել ստրատոսֆերային զոնդ գործարկելու համար։ Գաղափարի հեղինակը փրկարար է և լուսանկարիչ Դենիս Եֆրեմով. Նախ, նա իր ընկերոջ հետ տեսախցիկ ուղարկեց ստրատոսֆերա՝ ի պատիվ թռիչքի տարեդարձի: Յուրի Գագարին. Իսկ հետո նա հայտարարեց ստրատոսֆերային օդապարիկի արձակման համար միջոցներ հավաքելու մասին։ Բարձր բարձրության վրա կրիտիկական չափի հասնելով՝ այս գնդակը պետք է պայթի, և սարքավորումներով հարթակը պետք է պարաշյուտով ցած իջնի:
«Իմ նպատակն է կազմակերպել մանկական գիտական փառատոն՝ հիմնված խոշոր կրթական ծրագիր- հաղորդել է Դենիս Եֆրեմովը: - Նախագծի առանցքը արձակվում է մոտ տիեզերք մինչև 40 կմ բարձրության վրա: Ձեր սեփական ինչ-որ բան ուղարկել տիեզերք, հետևել թռիչքին, վայրէջքի վայր փնտրել և նորից վերցնել այն, ինչ եղել է «այնտեղ», սա հրաշք է: Երեխաներին խրախուսվում է հետաքրքրվել գիտությամբ: Նրանք տեսնում են իրենց աչքերով և կարող են պարզել, թե ինչպես կիրառել գիտելիքները գործնականում: Եվ վերջապես, բնության մեջ հարթակ գործարկելն ու որոնելը իսկական արկած է, որը ցանկացած ուսանողի դուրս կբերի սոցիալական ցանցերից»։
Նախագիծը հաջողվեց. Նախատեսվում էր հավաքել 140 հազար ռուբլի, արդյունքում նրանց հաջողվել է ներգրավել 155 հազար ռուբլի։
2014 թվականին մի խումբ էնտուզիաստներ ստեղծեցին «Your Sector of Space» համայնքը, որն առաջին անգամ գործնականում ապացուցեց, որ Ռուսաստանի տիեզերական սիրահարները կարող են իրենց սեփական տիեզերանավը ուղեծիր դուրս բերել: Նրանք դարձան Մայակի արբանյակը։ Միջոցները հավաքագրվել են քրաուդֆանդինգով երկու արշավների համար՝ 2014 և 2016 թվականներին: Ընդհանուր առմամբ նրանք հավաքել են մոտ 2,5 մլն ռուբլի։ Մոտ 1 միլիոն ռուբլի ուղղակիորեն ծախսվել է սարքի թռիչքային պատճենի ստեղծման, դրա կրկնօրինակի և դրանց փորձարկման վրա։
«Մենք ցույց տվեցինք, որ հնարավոր է ընկերների հետ միասին արբանյակ հորինել՝ առանց հսկայական գործարանների և բարդ լաբորատորիաների, այն կառուցել ու իրական տիեզերք ուղարկել»,- իր տպավորություններով է կիսվում ծրագրի ղեկավարը։ Ալեքսանդր Շաենկո, ինժեներ և տեխնիկական գիտությունների թեկնածու։ «Գաղափարն անզեն աչքով տեսանելի պայծառ շողացող օբյեկտ ստեղծելն էր»:
Որոշվել է արբանյակը համալրել մետաղացված թաղանթային բուրգի տեսքով արևային ռեֆլեկտորով, որը ուղեծիր մտնելուց հետո պետք է շրջվի։ «Մայակը» պետք է լիներ գիշերային երկնքի ամենապայծառ շողշողացող աստղը գրեթե մեկ ամիս։ Սարքը արձակվել է 2017 թվականի հուլիսի 14-ին Բայկոնուր տիեզերակայանից և հաջողությամբ ուղեծիր է դուրս եկել 72 այլ արբանյակների հետ միաժամանակ։ Ցավոք սրտի, ռեֆլեկտորը երբեք չի բացվել: Մայակի հետ միասին խափանվել են ևս 9 արբանյակներ, որոնք արձակվել են արձակման մեքենայով։
Your Sector of Space համայնքի երկրորդ նախագիծը ֆոտոբիորեակտոր էր մանրադիտակային կանաչ ջրիմուռների աճեցման համար: Նրանք այն անվանել են 435 նմ: Հետագայում ստեղծված ինստալացիայի հիման վրա նախատեսվում է կառուցել տիեզերական կյանքի ապահովման համակարգ և փորձարկել այն ուղեծրային թռիչքի ժամանակ։
«Ռուսաստանը, այլ երկրների հետ միասին, մասնակցում է մարսյան մրցավազքին, և մենք շահագրգռված ենք, որ մեր երկիրը հաղթանակած դուրս գա դրանից»,- ասում է Ալեքսանդր Շաենկոն։ -Կարմիր մոլորակի զարգացման նախագծի կարեւոր մասերից մեկը տիեզերանավերի զարգացումն է, եւ նրանց կենսաապահովման տեխնոլոգիաներ են պետք։ Ահա թե ինչու մեր համայնքում ծնվեց 435 նմ բիոռեակտորի նախագիծը»։
Դրամահավաքն ավարտվել է 2018 թվականի մարտին, թիմին հաջողվել է հավաքել 407 հազար ռուբլի։ Ստեղծվել և փորձարկվել է նախատիպ։ Հատկանշական է, որ տեխնոլոգիան կիրառություն կգտնի ոչ միայն տիեզերքում, այլև Երկրի վրա։ Նման ֆոտոբիոռեակտորները կարող են օգտագործվել կեղտաջրերի կամ օդի մաքրման, կենսավառելիքի համար հումք արտադրելու և այլ գործնական խնդիրների համար:
Շարունակում ենք «Ամեն ինչ ամեն ինչի մասին» հոդվածաշարը։ Այս անգամ կխոսենք արբանյակների մասին:
Ոչ վաղ անցյալում արբանյակները էկզոտիկ և գերգաղտնի սարքեր էին: Դրանք հիմնականում օգտագործվում էին ռազմական նպատակներով, նավագնացության և լրտեսության համար։ Այժմ դրանք ժամանակակից կյանքի անբաժանելի մասն են։ Մենք կարող ենք դրանք տեսնել եղանակի կանխատեսումների, հեռուստատեսության և նույնիսկ կանոնավոր հեռախոսազանգերի ժամանակ: Արբանյակները նաև հաճախ օժանդակ դեր են խաղում որոշ ոլորտներում.
- Որոշ թերթեր և ամսագրեր արագ են աշխատում, քանի որ դրանք արբանյակի միջոցով նյութեր են ուղարկում տարբեր տպիչներ՝ տեղական բաշխումն արագացնելու համար:
- Նախքան մալուխային հեռուստատեսության օգտատերերին ազդանշանը հաղորդալարով փոխանցելը, մատակարար ընկերությունները ազդանշանը փոխանցելու համար օգտագործում են արբանյակներ:
- Վերջերս GPS և GLONASS համակարգերի տրամադրած աշխարհագրական հնարավորությունները աննախադեպ ժողովրդականություն են ձեռք բերել: Դրանց օգնությամբ մենք կարող ենք արագ և ճշգրիտ հասնել պահանջվող ամսին։
- Մեր գնած ապրանքները մատակարարի արտադրողների կողմից առաքվում են ավելի արդյունավետ՝ շնորհիվ լոգիստիկայի՝ օգտագործելով GPS և GLONASS աշխարհագրական դիրքը:
- Խոցված ինքնաթիռների և վթարի մեջ գտնվող նավերի ռադիոփարոսները արբանյակի միջոցով ազդանշաններ են ուղարկում փրկարարական խմբերին:
Ի՞նչ է արբանյակը:
Արբանյակն ընդհանրապես առարկա է, որը պտտվում է մոլորակի շուրջը շրջանաձև կամ էլիպսաձև ուղեծրով: Օրինակ, Լուսինը Երկրի բնական բնական արբանյակն է, բայց կան շատ ավելի շատ մարդածին (արհեստական) արբանյակներ, որոնք սովորաբար ավելի մոտ են Երկրին:Արբանյակի հետևած ճանապարհը կոչվում է ուղեծիր: Երկրից ամենահեռու ուղեծրի կետը կոչվում է ապոգե, մոտակա կետը՝ պերիգե։
Արհեստական արբանյակները զանգվածային արտադրանք չեն: Արբանյակների մեծ մասը հատուկ ստեղծվել է իրենց նախատեսված գործառույթը կատարելու համար։ Բացառություն են կազմում GPS / GLONASS արբանյակները (որոնցից յուրաքանչյուրի համար կա մոտ 20 օրինակ) և Iridium համակարգի արբանյակները (որոնցից ավելի քան 60 օրինակ, դրանք օգտագործվում են ձայնային հաղորդակցություն փոխանցելու համար):
Կան նաև մոտ 23000 օբյեկտներ, որոնք տիեզերական աղբ են: Այս օբյեկտները բավականաչափ մեծ են ռադարների միջոցով վերցնելու համար: Նրանք կամ պատահաբար հայտնվել են ուղեծրում, կամ սպառել են իրենց օգտակարությունը։ Ճշգրիտ թիվը կախված է նրանից, թե ով է հաշվում: Բեռը, որն ընկել է սխալ ուղեծիր, արբանյակները, որոնց մարտկոցները վերջացել են, ինչպես նաև հրթիռների վերին աստիճանների մնացորդները՝ այս ամենը տիեզերական աղբ է: Օրինակ՝ արբանյակների այս առցանց կատալոգն ունի մոտ 26000 օբյեկտ։
Թեև Երկրի ուղեծրում գտնվող ցանկացած օբյեկտ կարող է ընդհանուր առմամբ կոչվել արբանյակ, «արբանյակ» տերմինը սովորաբար օգտագործվում է ուղեծրում տեղադրված օգտակար օբյեկտը նկարագրելու համար՝ որոշ կարևոր առաջադրանք կատարելու համար: Մենք հաճախ ենք լսում եղանակային արբանյակների, կապի արբանյակների և գիտական արբանյակների մասին:
Ո՞ւմ արբանյակն է առաջինը պտտվել Երկրի շուրջը:
Ընդհանրապես, Լուսինը իրավամբ պետք է համարել Երկրի առաջին արբանյակը :)
Ի ուրախություն մեզ, Երկրի առաջին արհեստական արբանյակը Sputnik 1-ն էր, որը արձակվել է Խորհրդային Միության կողմից 1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին: Ուռա՛, ընկերնե՛ր։
Այնուամենայնիվ, այն ժամանակ գոյություն ունեցող խիստ գաղտնիության պատճառով, այդ հայտնի մեկնարկի հրապարակային հասանելի լուսանկարներ չկան: Sputnik 1-ն ուներ 23 դյույմ (58 սանտիմետր) երկարություն, 184 ֆունտ (83 կիլոգրամ) քաշ և մետաղյա գնդակի ձև։ Սակայն այն ժամանակվա համար դա կարեւոր ձեռքբերում էր։ Արբանյակի պարունակությունը ժամանակակից չափանիշներով քիչ է թվում.
- Ջերմաչափ
- Մարտկոց
- Ռադիոհաղորդիչ - փոխել է իր հնչյունների տոնայնությունը ըստ ջերմաչափի
- Ազոտ - ստեղծված ճնշում արբանյակի ներսում
92 օր անց գրավիտացիան արեց իր գործը, և Sputnik 1-ը այրվեց Երկրի մթնոլորտում։ Sputnik 1-ի մեկնարկից 30 օր անց Լայկան շունը թռավ օդով կես տոննաանոց արբանյակով։ Այս արբանյակը մթնոլորտում այրվել է 1958 թվականի ապրիլին։
Sputnik 1-ը լավ օրինակ է, թե որքան պարզ կարող է լինել արբանյակը։ Ինչպես կտեսնենք հաջորդիվ, ժամանակակից արբանյակները շատ ավելի բարդ են, բայց հիմնական գաղափարը պարզ է:
Ինչպե՞ս են արբանյակները ուղարկվում ուղեծիր:
Բոլոր ժամանակակից արբանյակները ուղեծիր են հանվում հրթիռներով։ Ոմանք ուղեծիր են հասցվել մաքոքայինների բեռների պահեստում: Մի քանի երկրներ և նույնիսկ առևտրային ընկերություններ ունեն արբանյակներ ուղեծիր արձակելու հնարավորություն, և այժմ արտասովոր չէ մի քանի տոննա կշռող արբանյակ ուղարկել ուղեծիր:
Պլանավորված արձակումների մեծ մասի համար հրթիռը սովորաբար տեղադրված է ուղղահայաց վերևում: Սա թույլ է տալիս արագ և նվազագույն վառելիքի ծախսով անցնել մթնոլորտի խիտ շերտերով:
Հրթիռը ուղղահայաց դեպի վեր արձակվելուց հետո հրթիռի կառավարման համակարգն օգտագործում է իներցիոն ուղղորդման համակարգը՝ կառավարելու հրթիռի վարդակները և ուղղում այն դեպի հաշվարկված հետագիծ: Շատ դեպքերում հրթիռը շարժվում է դեպի արևելք, քանի որ Երկիրն ինքն է պտտվում դեպի արևելք, ինչը թույլ է տալիս հրթիռին ստանալ «ազատ» արագացում։ Այս «ազատ» արագացման ուժը կախված է արձակման վայրում Երկրի պտտման արագությունից։ Ամենամեծ արագացումը հասարակածի վրա է, որտեղ ամենամեծ հեռավորությունը Երկրի շուրջն է, հետևաբար նաև պտտման արագությունը:
Որքա՞ն է արագացումը հասարակածային արձակման ժամանակ: Մոտավոր հաշվարկի համար մենք կարող ենք հաշվարկել Երկրի հասարակածի երկարությունը՝ բազմապատկելով նրա տրամագիծը pi-ով (3.141592654...): Երկրի տրամագիծը մոտավորապես 12753 կիլոմետր է։ Բազմապատկելով pi-ով` ստանում ենք շուրջ 40065 կիլոմետր շրջագիծ: Ամբողջ շրջանը 24 ժամում անցնելու համար Երկրի մակերևույթի մի կետը պետք է շարժվի 1669 կմ/ժ արագությամբ։ Ղազախստանի Բայկոնուրից արձակումը Երկրի պտույտից այդքան մեծ արագացում չի տալիս: Երկրի պտտման արագությունը Բայկոնուրի շրջանում կազմում է մոտ 1134 կմ/ժ, իսկ Պլեսեցկի շրջանում՝ ընդհանուր առմամբ 760 կմ/ժ։ Այսպիսով, հասարակածից արձակումը տալիս է ավելի «ազատ» արագացում։ Ընդհանրապես, Երկիրը այնքան էլ գնդաձեւ չէ, այն հարթեցված է: Հետևաբար, Երկրի շրջագծի մեր գնահատականը որոշ չափով սխալ է:
Բայց սպասեք, ասում եք, եթե հրթիռները կարող են ժամում հազարավոր կիլոմետրերի արագություն զարգացնել, ապա ի՞նչը մի փոքր զարկ կտա: Պատասխանն այն է, որ հրթիռներն իրենց վառելիքի և օգտակար բեռի հետ միասին շատ ծանր են: Օրինակ, ըստ Wikipedia-ի, պրոտոնային արձակման մեքենան ունի 705 տոննա արձակման քաշ: Նման զանգվածը նույնիսկ մինչև 1134 կմ/ժ արագացնելու համար անհրաժեշտ է հսկայական էներգիա, հետևաբար՝ մեծ քանակությամբ վառելիք։ Ուստի հասարակածից մեկնարկը շոշափելի օգուտներ է տալիս։
Երբ հրթիռը հասնում է շատ բարակ օդի մոտ 193 կիլոմետր բարձրության վրա, հրթիռի կառավարման համակարգը միացնում է փոքր շարժիչները, ինչը բավական է հրթիռը հորիզոնական դիրքի վերածելու համար։ Այնուհետեւ արբանյակը բաժանվում է հրթիռից: Այնուհետև հրթիռը նորից միացնում է շարժիչները՝ հրթիռի և արբանյակի միջև որոշակի տարանջատում ապահովելու համար:
Իներցիոն ուղղորդման համակարգ
Հրթիռը պետք է շատ ճշգրիտ կառավարվի, որպեսզի արբանյակը մտցնի անհրաժեշտ ուղեծիր, և այս հարցում սխալները շատ թանկ արժեն (հիշենք Roskosmos-ի ձախողումները GLONASS արբանյակներով կամ Phobos-Grunt զոնդով, որը հայտնվեց սխալ ուղեծրում, որը նրանք պետք է ունենալ). Հրթիռների ներսում իներցիոն ուղղորդման համակարգերը հնարավոր են դարձնում նման կառավարումը։ Նման համակարգը որոշում է հրթիռի ճշգրիտ դիրքն ու ուղղությունը՝ չափելով հրթիռի արագացումը գիրոսկոպների և արագաչափերի միջոցով։ Գիմբալում գտնվող գիրոսկոպի առանցքները միշտ ուղղված են նույն ուղղությամբ: Բացի այդ, գիրոսկոպի հարթակը պարունակում է արագացուցիչներ, որոնք չափում են արագացումը երեք տարբեր առանցքներով: Եթե կառավարման համակարգն իմանա հրթիռի սկզբնական դիրքը արձակման և արագացման պահին թռիչքի պահին, ապա այն կկարողանա հաշվարկել հրթիռի դիրքը և նրա կողմնորոշումը տիեզերքում:Ուղեծրային արագություն և բարձրություն
Հրթիռը պետք է արագանա մինչև առնվազն 40320 կմ/ժ (11,2 կմ/վ) արագություն, որպեսզի ամբողջությամբ դուրս գա Երկրի գրավիտացիայից և շարժվի դեպի տիեզերք։ Այս արագությունը կոչվում է երկրորդ տիեզերական արագություն և տարբեր է տարբեր երկնային մարմինների համար։
Երկրի երկրորդ տիեզերական արագությունը շատ ավելի մեծ է, քան արբանյակները ուղեծիր դուրս բերելու համար պահանջվող արագությունը: Արբանյակներին հարկավոր չէ դուրս գալ Երկրի գրավիտացիայից, նրանք պետք է հավասարակշռեն դրա դեմ: Ուղեծրային արագությունը այն արագությունն է, որն անհրաժեշտ է արբանյակի գրավիտացիոն ձգողության և իներցիայի միջև հավասարակշռության հասնելու համար: Միջին հաշվով, այս արագությունը կազմում է 27,359 կմ/ժ, մոտավորապես 242 կիլոմետր բարձրության վրա: Առանց ձգողականության արբանյակի իներցիան այն դուրս կմղեր տիեզերք: Չնայած նույնիսկ եթե առկա է գրավիտացիա, ապա արբանյակի չափազանց բարձր արագությունը նրան դուրս կբերի Երկրի ուղեծրից դեպի արտաքին տիեզերք: Մյուս կողմից, եթե արբանյակը դանդաղ շարժվի, ապա ձգողականության ազդեցությամբ այն նորից կնվազի Երկիր։ Եթե արբանյակն ունի որոշակի ճիշտ արագություն, ապա գրավիտացիան կհավասարակշռվի արբանյակի իներցիայով, Երկրի ձգողականությունը բավարար կլինի, որպեսզի արբանյակը շարժվի շրջանաձև կամ էլիպսաձև ուղեծրով և ուղիղ գծով չթռչի տիեզերք:
Արբանյակի ուղեծրային արագությունը կախված է այն բարձրությունից, որտեղ այն գտնվում է: Որքան մոտ է Երկրին, այնքան մեծ է պահանջվող արագությունը: 200 կիլոմետր բարձրության վրա ուղեծրային անհրաժեշտ արագությունը կազմում է մոտ 27400 կմ/ժ։ 35786 կմ ուղեծիր պահպանելու համար արբանյակը պետք է ուղեծիր պտտվի մոտ 11300 կմ/ժ արագությամբ։ Այս ուղեծրային արագությունը արբանյակին թույլ կտա 24 ժամում մեկ պտույտ կատարել Երկրի շուրջ։ Քանի որ Երկիրն ինքնին պտտվում է 24 ժամ արագությամբ, 35786 կմ բարձրության վրա գտնվող արբանյակը կմնա Երկրի մակերևույթի նույն կետից խիստ բարձր: Նման ուղեծիրը կոչվում է «գեոստացիոնար»։ Գեոստացիոնար ուղեծրերը իդեալական են եղանակի և հաղորդակցության արբանյակների համար:
Լուսինը Երկրի նկատմամբ «բարձրություն» ունի 384400 կիլոմետր, իսկ ուղեծրային արագությունը 3700 կմ/ժ է։ Ամբողջական պտույտ է կատարում իր ուղեծրում 27322 օրում։ Նշենք, որ նրա ուղեծրային արագությունն ավելի ցածր է, քանի որ այն ավելի հեռու է, քան արհեստական արբանյակները:
Ընդհանուր առմամբ, որքան բարձր է ուղեծիրը, այնքան երկար արբանյակը կարող է մնալ ուղեծրում: Ցածր բարձրության վրա արբանյակը ներթափանցում է մթնոլորտի շերտեր, ինչը շփում է առաջացնում։ Շփումը խլում է արբանյակի շարժման էներգիայի մի մասը, և այն ընկնում է ավելի խիտ շերտերի մեջ և, ընկնելով Երկիր, այրվում է մթնոլորտում։ Բարձր բարձրությունների վրա, որտեղ գրեթե վակուում կա, շփում չի առաջանում, և արբանյակը կարող է դարեր շարունակ մնալ ուղեծրում (օրինակ՝ Լուսինը):
Արբանյակները սկզբում ունեն էլիպսաձեւ ուղեծիր: Վերգետնյա կառավարման կայաններն օգտագործում են արբանյակի փոքր ռեակտիվ շարժիչները ուղեծիրը շտկելու համար: Նպատակը ուղեծիրը հնարավորինս շրջանաձև դարձնելն է: Միացնելով ռեակտիվ շարժիչը ուղեծրի գագաթնակետում (ամենահեռավոր կետում) և ուժ կիրառելով թռիչքի ուղղությամբ՝ պերիգեյը տեղափոխում է ավելի հեռու Երկրից: Արդյունքում ուղեծիրը մոտենում է շրջանաձև ձևին։
Շարունակելի…
