ASTRONAUTYKA - STACJE KOSMICZNEASTRONAUTYKA - STACJE KOSMICZNE, ASTRONAUTYKA
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Strona 1 z 13 4. Stacje kosmiczne 4.1. Dlaczego stacja Skylab spadła na Ziemię ? Amerykańska stacja kosmiczna Skylab została umieszczona 19730514 na orbicie o wysokości 435 km. Na jej pokładzie przebywały trzy załogi przez okres kolejno 28, 59 i 84 dni. PoniewaŜ stacja znajdowała się w dobrej kondycji, moŜliwe było wysłanie do niej kolejnych załóg, niestety brakowało do tego celu statków kosmicznych (ostatni statek Apollo zarezerwowany był do wspólnego lotu z rosyjskim Sojuzem). Stacja stopniowo obniŜała swą orbitę w wyniku tarcia o górne warstwy atmosfery. PoniewaŜ na rok 1977 planowano rozpoczęcie lotów orbitalnych wahadłowców, pojawił się pomysł wysłania w trzecim jego locie załogi, która zacumowałaby do Skylaba, doczepiła do niego silnik, przeprowadziła kontrolę systemów pokładowych i powróciła na Ziemię. Po uruchomieniu silnika orbita zostałaby podniesiona do bezpiecznej wysokości, a do stacji mogłaby wyruszyć kolejna załoga i pozostać na jej pokładzie kilka miesięcy. Niestety program STS opóźniał się coraz bardziej i do pierwszego startu doszło dopiero w kwietniu 1981 roku. Jednocześnie Słońce było wówczas w okresie maksimum swojej aktywności, co spowodowało znaczne "rozdęcie" atmosfery i zwiększyło opory w ruchu po orbicie. 19790711, Skylab obniŜył pułap swej orbity tak bardzo, Ŝe spłonął od tarcia o atmosferę naszej planety, a jego niedopalone szczątki spadły do Oceanu Indyjskiego i na teren południowozachodniej Australii. Największy odnaleziony fragment miał masę około pół tony. 4.2. Czym róŜni się Ałmaz od Saluta ? Pomimo Ŝe obie stacje wysyłane były pod tą samą nazwą Salut, miały podobne rozmiary i masę (ze względu na rakietę nośną), to róŜniły się pomiędzy sobą budową, a zwłaszcza przeznaczeniem. Ałmazy były obiektami wojskowymi, a ich głównym celem był zwiad optyczny. Materiał był oceniany na bieŜąco przez kosmonautów, a najbardziej wartościowe fotografie umieszczane były w automatycznej kapsule powrotnej. Saluty , noszące teŜ nazwę Zarja, były stacjami cywilnymi. Realizowano w nich programy dla potrzeb gospodarki i nauki, udostępniano je teŜ kosmonautom z innych niŜ ZSRR krajów. 4.3. Czy to prawda, Ŝe Ałmaz posiadał działko ? Tak najprawdopodobniej posiadał. Testy najprawdopodobniej przeprowadzono 19750124 z pokładu stacji o cywilnym oznaczeniu Salut3 (Ałmaz2) dokonując próbnych strzelań do celu na dystansie od 500 do 3000 m. Było to 23 mm działko lotnicze Nudelmanna NR23 (lub wg innych źródeł NR30). Miało ono (NR23) masę 39 kg i wystrzeliwało 23 mm pocisk o masie 200 g z prędkością początkową 690 m/s i szybkostrzelnością 950 strzałow na minutę. Po wystrzale działko powodowało wygenerowanie siły 2185 N, której destabilizujący wpływ na połoŜenie stacji korygowano za pomocą silników głównych (kaŜdy po 3900 N ciągu) i za Strona 2 z 13 pomocą silniczków korekcyjnych (po 390 N ciągu kaŜdy). Testy zakończyły się sukcesem. Obrona taka wydawała się Rosjanom konieczna w przypadku zagroŜenia abordaŜem z pokładu amerykańskiego statku Apollo i pod tym kątem prowadzono testy. Poźniejszy rozwój wydarzeń w kosmosie spowodował zaniechanie tej koncepcji obrony bojowych stacji kosmicznych ZSRR. Rosyjskie źródła (Novosti Kosmonavtiki) nadal nie potwierdzają tego, Ŝe stacja Salut3 (Ałmaz 2) posiadała funkcjonujące działko, jednakŜe potwierdzają, Ŝe niektóre naziemne makiety analogi stacji były w nie wyposaŜone. 4.4. Czym był "Poljus" pierwszy ładunek Energii ? Na przełomie lat 80/90 XX w. pierwszy raz pojawiły się informacje, Ŝe radziecka rakieta Energia podczas swojego pierwszego startu w roku 1987 posiadała 'tajemniczy' ładunek o nazwie Poljus (Polyus). W ksiąŜce "Samoloty kosmiczne" (WNT 1989) "weterani" astronautyki Zięcina & Nowicki cytując (moŜe nie dosłownie) TASS napisali, Ŝe rakieta wyniosła gabarytowy model satelity, który z powodu awarii własnego napędu nie został wprowadzony na orbitę. W drugiej połowie lat 90tych zaczęły przeciekać z Rosji coraz to nowe sensacje o owym 'satelicie' i to wprost z biura konstrukcyjnego Salut i Zakładow Kruniczewa. Materiały te są dostepne w "Encyklopedii Astronautica" Marka Wade'a i ukazują, Ŝe satelita ten to 80tonowy bojowy moduł, specjalizowany do "gwiezdnych wojen" epoki Ronalda Reagana, wyposaŜony w miny nuklearne, działka obronne, laser itp... Pytaniem zaś było, po kie licho Rosjanie (w końcu nie głupi) w pierwszym locie Energii wynosiliby tak cenny ładunek? Ostatnio jednak puścily ostatnie (chyba) lody i ksiąŜkę napisał Borys Gubanow (ówczesny szef biura Energia). Jest ona opublikowana częściowo w Sieci przez Vadima Łukaszewicza na witrynie Buran.Ru . Istotnie, konstruktorzy mieli zamiar doczepić rakiecie wagowogabarytowy model satelity klasy stutonowej, ale w końcu łapę nad projektem trzymało wojsko (i Głuszko). Wymyślono, Ŝe jednak Energia coś CICHCEM wyniesie! Prawdą jest, Ŝe coś takiego opisane wyŜej, do prowadzenia wojen gwiezdnych, biuro Salut zprojektowało juŜ w 1981 r. i praktycznie konstruowało. Nazywało się to "Skif", a bojowe wyposaŜenie laserowe wykonywało biuro "Astrofizyka" (niszczenie startujących rakiet strategicznych nad terytorium wroga USA). Wersją testową "Skifa" był "SkifD", a jego odmianą, takŜe 'testową', dla Energii "SkifDM". Był on w pełni funkcjonalną stacją orbitalną do prowadzenia zwiadu wojskowego oraz słuŜącą do poraŜania (oślepiania) obcych satelitów zwiadowczych laserem (małej mocy), z pomieszczeniami dla 3(?) osobowej załogi, bez wyposaŜenia nuklearnego i bojowego lasera duŜej mocy. Testy jego trwały w Bajkonurze od poczatku 1987 roku w sposób gwarantujący tajność projektu. W przypadku jego wyniesienia na orbitę zakończonego pełnym sukcesem, miano go wkrótce dozbroić i przetestować powaŜniejsze 'zabawki' w praktyce, tłumacząc to testowaniem eksperymentalnych systemów cumowania aparatow kosmicznych nowej generacji. "SkifDM" posiadał długość 37m, średnicę 4.1m i masę 80t. Przed startem dano mu teŜ nową nazwę Poljus, a całość zewnętrznych osłon pomalowano na czarno. Start Energii odbył się planowo i parametry osiągnietej orbity były prawidłowe, a błąd polegał na wadliwym działaniu systemu astronawigacji Poljusa, który to system, jak się okazało, wykazywał teŜ wady w innych zastosowaniach. Poljus zamiast osiągnać planowaną orbitę, przeszedł do deorbiracji i spadł w Oceanie Spokojnym wraz z resztkami Energii. O dziwo, nikt w USA nie podejrzewał, jak cenny był to ładunek i nie wszczęto poszukiwań resztek wraku Poljusa. Całą noc trwało posiedzenie politbiura, szefów zakładow kosmicznych ZSRR i redaktora Strona 3 z 13 naczelnego TASS, gdzie to kombinowano, jaką notkę prasową ułoŜyc i gdy wywiad nie dał sygnału, Ŝe Amerykanie wykazują aktywność w rejonie zwrakowania Poljusa, dano do druku ten, na początku przedstawiony, ogólnikowy tekst. Jeszcze dziwniejsze historie poczęły się dziać dnia kolejnego, gdy to amarykańscy konstruktorzy rakiet prywatnie dzwonili do kumpli po fachu z ZSRR, gratulując im udanego startu rakiety i zupełnie się nie dziwiąc, Ŝe makieta satelity spadła, a w zasadzie nawet gratulując im pomysłu, Ŝe planowali jej satelizację!!! 4.5. Dlaczego na współczesnych stacjach kosmicznych nie ma sztucznej grawitacji ? No cóŜ, nie wynaleziono jak na razie sposobu wytwarzania sztucznej grawitacji, toteŜ pozostaje nam "oszukiwanie" za pomocą innych zjawisk fizycznych, Ŝe ciąŜenie istnieje. MoŜna na przykład wprowadzić w ruch obrotowy taką konstrukcję kosmiczną, gdzie w jej coraz to bardziej oddalonych od osi obrotu punktach, obserwator będzie notował działanie "siły odśrodkowej" wynikającej z ruchu po okręgu. Stacje tego typu zaprojektowano juŜ na przełomie lat 50/60 XXw (von Braun) w postaci przypominającej "koło od wozu drabiniastego". Pomieszczenia załogowe rozmieszczone miały być na "obręczy" tej stacji. Współczesnym projektem bazującym na podobnej zasadzie jest koncepcja R. Zubrina, gdzie to załogowy statek marsjański wprowadzany miałby być w ruch wirowy razem z ostatnim członem rakiety nośnej. Oba te obiekty połączono by liną. Jeśli chodzi o stacje kosmiczne, to dotychczas nie skorzystano z tego pomysłu głównie dlatego, Ŝe dziś energię elektryczną pozyskuje się z ogromnych paneli ogniw słonecznych, które powinny być stabilnie zamocowane i utrzymywać optymalny kąt względem Słońca. W przypadku stacji rotującej stwarza to jak na razie zbyt duŜe komplikacje techniczne, a w czasach, gdy stacje projektował von Braun, zakładano, Ŝe źródłem zasilania bedzie generalnie rzecz biorąc pokładowy reaktor jądrowy i problemów takich nie dostrzegano. NajwyŜej zwracano uwagę na sterowanie antenami łącznościowymi, najpewniej zamontowanymi blisko osi obrotu stacji. Rotująca stacja komplikuje takŜe procedury dokowania statków kosmicznych i wymaga łączenia jej modułów składowych za pomocą spoin/węzłów o wiele bardziej siłowo wytrzymałych niŜ w przypadku stacji nieruchomej. Jak na razie piętrzące się problemy techniczne w przypadku stacji rotującej zniechęciły konstruktorów do wybrania tej opcji, jeśli oczywiście i budŜet przeznaczony na jej budowę miałby być realnie postrzegany (zawsze jest za mało pieniędzy). 4.6. Czy to prawda, Ŝe Amerykanie mieli drugiego Skylaba ? Tak, to prawda. W roku 1973 NASA posiadała jeszcze w swych zasobach naziemnych: drugą stację Skylab, 2 rakiety Saturn V, 3 rakiety Saturn IB, 3 statki Apollo CSM, 2 lądowniki księŜycowe LM. RozwaŜano wyniesienie drugiej stacji Skylab w pierwszej połowie roku 1975 będącej albo Strona 4 z 13 miedzynarodowym przedsięwzięciem (z przeznaczeniem dla lotów amerykańskoradziecko europejskich), albo jako docelową stacją kosmiczną dla programu promów kosmicznych. Brakowało "jedynie" od 220 do 650 ówczesnych milionów dolarów, aby zrealizować ten plan, lecz po skreśleniu finansowania przez Kongres, w 1976 roku wyŜej wymieniony sprzęt przekazano do muzeum (z wyjątkiem jednej rakiety Saturn IB i jednego Apollo uŜytych we wspólnym amerykańskoradzieckim eksperymencie ASTP, znanym powszechnie jako lot Sojuz Apollo). 4.7. Z czego wynika nachylenie orbity ISS wynoszące 51.6 stopni ? W skrócie rzecz przedstawiając, dlatego, Ŝe jest to najmniejsze nachylenie płaszczyzny orbity, na które Rosjanie są w stanie wystrzeliwać swe ładunki i statki kosmiczne (Sojuz, Progress, ładuek Protona np. Zaria, Zwiezda). Optymalnie zaś jest, gdy płasczyzna orbity nachylona jest pod takim kątem do równika, na jakiej szerokości geograficznej leŜy punkt startowy kosmodrom. Tak teŜ z Kennedy Space Center najlepiej by było startować na inklinację I=28.5 stopnia, a z Bajkonuru na I=45.6. Starty z Bajkonuru mają jednak dodatkowe ograniczenia, bo gdyby rakiety startowały stamtąd na inklinacje mniejsze niŜ 51.6 stopni, wówczas istaniałoby spore prawdopodobieństwo upadku pierwszych stopni na terytorium Chin, czego ze zrozumiałych względów Rosja unika. Degradacja osiągów wahadłowca dla I=51.6 w stosunku do optymalnej dla niego orbity I=28.5, okazała się akceptowalna dla potrzeb ISS, więc tak teŜ metodą wspólnego mianownika zaprojektowano orbitę dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ma ona takŜe taką zaletę, Ŝe pozwala obserwować 75% powierzchni Ziemi, na której to Ŝyje 95% populacji ludzkiej, co moŜe mieć istotne znaczenie dla badań prowadzonych przez międzynarodą załogę. Nie pozwala zaś na to, aby ISS stała się niskoenergetyczną (czyli dogodną) platformą startową dla sond kosmicznych czy statków do lotów załogowych na Marsa, albo teŜ platformą przesiadkową dla załogowych misji wracających z Marsa czy KsięŜyca, choć degradacja ta nie jest zbyt dokuczliwa (rozwaŜanie startu na Marsa z ISS) . MoŜliwe jednak jest wystrzeliwanie zeń sond kosmicznych do badań Układu Słonecznego, przy wykorzystaniu asysty grawitacyjnej Księzyca, ale komplikacja ta wydaje się mało sensowna w porównaniu z rutynowym startem bezpośrednim. 4.8. Co jest źródłem elektryczności dla ISS ? Znakomita większość energii elektrycznej pozyskiwana jest z ogniw fotowoltanicznych. Inne źródła, jak ogniwa paliwowe, mają jedynie zadanie rezerwowe i normalnie nie są uŜywane. Własne ogniwa fotowoltaniczne mają rosyjskie moduły Zaria i Zwiezda, a reszta Stacji obsługiwana jest przez ogromne palety amerykańskie o rozpiętości ponad 60 m kaŜda. Ogniwa dają prąd o napięciu do 160 V i docelowo moc ponad 70 kW. Energia tak pozyskana gromadzona jest w akumulatorach (po konwersji DC/DC), które stanowią rezerwuar na czas, gdy Stacja znajduje się w cieniu Ziemi. Wszystkie panele są sterowane automatycznie, dostosowując swoją pozycję do pozycji Stacji względem Słońca, jednakŜe nad całością energetyki ISS, na ziemi czuwa dedykowany specjalista (Power, Heating, Articulation, Lighting and Control PHALCON Officer) i to w zasadzie on monitoruje pracę paneli słonecznych i programuje optymalne strategie ich ustawienia dla automatyki Stacji. Z powodów ekologcznych nie zaprojektowano generatorów radioizotopowych (RTG) dla zasilania Stacji. Strona 5 z 13 4.9. Dlaczego doszło do kolizji Progressa ze stacją Mir ? MoŜna zaryzykować stwierdzenie, Ŝe zawinił tu rozpad ZSRR, przypadek i bałagan! Co do pierwszej przyczyny, to system automatycznego dokowania stosowany w statkach Progress i na stacji Mir produkowany był przez kilku kooperantów w ZSRR, m.in. przez zakłady, które znalazły się po rozpadzie w niepodległych państwach (np. na Ukrainie). Rosjanie więc zmuszeni zostali do szukania części zastępczych lub eksperymentowania. Właśnie podczas feralnego cumowania prowadzono ręcznie ten manewr, starając się wypracować nową strategię podejścia Progressa do stacji kosmicznej. Co do kolejnych przyczyn, to w wyniku bałaganu jaki panował wówczas w rosyjskim ośrodku kontrolnym, nieprawidłowo podano kosmonautom masę przybywającego statku i przygotowani byli oni na inne jego charakterystyki dynamiczne. A przypadek? Progress podchodził "pod słońce". Kosmonauci nie widzieli nic na obrazie przekazywanym z jego kamery TV i wręcz domyślali się jego połoŜenia, które zasygnalizował im on włączając alarm zbliŜeniowy na stacji i wkrótce potem wbijając się w nią dziurawiąc moduł Spektr. Zderzenie uszkodziło część baterii słonecznych, a dziura w module Spektr rozhermetyzowała go. Kosmonauci dwaj Rosjanie i Amerykanin, musieli odciąć go od reszty stacji, "przy okazji" powodując dodatkowe szkody w instalacji elektrycznej w wyniku działania w stresie i pośpiechu. 4.10. Ilu załogantów gościła na swym pokładzie stacja Mir ? NiŜej zamieszczono zestawienie wypraw do stacji Mir. W sumie gościła ona 104 kosmonautów i astronautów (42 Amerykanów, 42 Rosjan, 6 Francuzów, 4 Niemców i po jednym przedstawicielu ośmiu innych krajów). Statek Start Lądowanie Czas misji załogi Załoga T15 19860313 19860716 125d 00h 01m Kizim, L.D. Sołowjow, W.A. Mir/Salut7 lot z Mirem: 19860315 do 19860505 19860626 do 19860716 TM02 19870205 19870730 326d 11h 38m 174d 03h 26m Romanienko, J.W. Ławiejkin, A.I. TM03 19870722 19871229 007d 23h 05m 160d 07h 17m 007d 23h 05m Wiktorienko, A.S. Aleksandrow, A.P. Fares, M.(Syria) TM04 19871221 19880617 365d 22h 39m 365d 22h 39m 007d 21h 58m Titow, W.G. Manarow, M.Ch. Lewczenko, A.S. TM05 19880607 19880907 009d 20h 09m Sołowjow, A.J. Sawinych, W.P. Aleksandrow, A.P.(Bułgaria) [ Pobierz całość w formacie PDF ] |
Podobne
|