Как Работят Космическите Совалки - #2

{h1}

В своята близо 30-годишна история програмата за космически совалки наблюдава вълнуващи високи и опустошителни минимуми. Научете всичко за програмата за космически совалки.

Как работят космическите совалки: работят

Стъклената кабина

Сега нека разгледаме вида работа, която ще вършите по време на вашата мисия на совалката.

Работете на борда на совалката

Астронавтът Майкъл Е. Лопес-Алегриа използва лазерно далекомерно устройство, когато Endeavor (STS113) се приближава до Международната космическа станция.

Астронавтът Майкъл Е. Лопес-Алегриа използва лазерно далекомерно устройство, когато Endeavor (STS113) се приближава до Международната космическа станция.

Совалката е проектирана да разполага и извлича спътници, както и да доставя полезни товари на земна орбита. За да направите това, совалката използва системата за дистанционен манипулатор (RMS). RMS е построен от Канада и представлява дълга ръка с лакътна и китка. Можете да контролирате RMS от борда на полета. RMS може да вземе полезни товари (спътници) от товарния отсек и да ги разгърне, или да се захване за полезен товар и да ги постави в залива.

В миналото совалката се е използвала за доставяне на спътници и провеждане на експерименти в космоса. В средата на палубата има купчини експерименти, които да се провеждат по време на всяка мисия. Когато е необходимо повече място, мисията използва модула Spacelab, който е построен от Европейска космическа агенция (ESA). Той се побираше в товарния отсек и до него се влизаше в тунел от средната палуба на отделението за екипаж. Осигуряваше "риза-ръкав" среда, в която можете да работите. Spacelab беше загубен заедно с Columbia през 2003 г. Сега повечето експерименти ще бъдат проведени на борда на Международната космическа станция (ESA изгражда нов научен модул, наречен Columbus за МКС).

Основната роля на совалката е изграждането и възобновяването на международната космическа станция. Совалката доставя компоненти, изградени на Земята. Астронавтите използват RMS, за да премахват компоненти от товарния отсек и да им помогнат да ги прикрепят към съществуващи модули в космическата станция.

Как работят космическите совалки: совалки

Астронавтите инсталират ферма, която е била доставена на космическата станция от Endeavor (STS113).

Ще прекарате по-голямата част от времето си на совалката, като вършите работа, за да постигнете целите на мисията. Освен работа, трябва да се упражнявате често на бягащата пътека, за да противодействате на загубата на костна и мускулна маса, свързана с безтегловност. Освен това ще хапнете в галерата и ще спите в спалните помещения в двуетажен стил. Ще имате тоалетна и съоръжения за лична хигиена за употреба. Може да се наложи да извършите космически пътеки, за да постигнете целите на мисията. Това ще включва влизане в космически костюм и преминаване през процедури за намаляване на налягането във въздушния блок.

Когато целите на вашата мисия бъдат изпълнени, ще дойде време да се върнете на Земята. Нека да разгледаме този процес в следващия раздел.

Завръщането на совалката на Земята

Тегло на космическата совалка, празна спрямо пълна

Тегло на космическата совалка, празна спрямо пълна

За успешното завръщане на Земята и кацането десетки неща трябва да вървят точно както трябва.

Първо, орбитата трябва да бъде маневрирана в правилното положение. Това е от решаващо значение за безопасното кацане.

Когато мисията приключи и совалката е на половината свят от площадката за кацане (Космически център Кенеди, военновъздушна база Едуардс), контролът на мисията дава команда да се прибере у дома, което подканва екипажа да:

  1. Затворете вратите на багажника. В повечето случаи те са летяли първо носа и с главата надолу, така че след това стрелят по RCS изтласквачите, за да завъртят първо орбитната опашка.
  2. След като орбитата първо е опашка, екипажът изстрелва OMS двигателите, за да забави орбитата надолу и да падне обратно на Земята; ще отнеме около 25 минути, преди совалката да достигне горната атмосфера.
  3. През това време екипажът изстрелва тласкателите на RCS, за да наклони орбитата, така че дъното на орбитата е изправено пред атмосферата (около 40 градуса) и те първо се движат носа.
  4. И накрая, те изгарят остатъчното гориво от предните RCS като предпазна мярка, тъй като тази зона среща най-високата топлина при повторно влизане.

Тъй като се движи с около 17 000 mph (28 000 km / h), орбитата удря молекулите на въздуха и натрупва топлина от триене (приблизително 3000 градуса F, или 1650 градуса C). Орбитата е покрита с керамични изолационни материали, предназначени да я предпазят от тази топлина. Материалите включват:

  • Подсилен въглерод-въглерод (RCC) на повърхностите на крилата и от долната страна
  • Високотемпературна изолация от черна повърхност на горния преден фюзелаж и около прозорците
  • Бели одеяла от Nomex на горните врати на багажника, части от горното крило и средния / задния фюзелаж
  • Нискотемпературни плочки с бяла повърхност върху останалите области

Това съдържание не е съвместимо на това устройство.

Маневриране на орбитата за повторно влизане

Тези материали са проектирани да поемат големи количества топлина, без да увеличават много температурата си. С други думи, те имат висока топлинна мощност. По време на повторното влизане кормовите джетове помагат да се поддържа орбитата в 40-градусова позиция. Горещите йонизирани газове на атмосферата, които заобикалят орбитата, предотвратяват радио комуникацията със земята за около 12 минути (т.е. йонизиращо затъмнение).

Когато повторното влизане е успешно, орбитата се натъква на основния въздух на атмосферата и е в състояние да лети като самолет. Орбитата е проектирана от конструкция на повдигащо се тяло с пометени назад "делта" крила. С този дизайн орбитата може да генерира повдигане с малка площ на крилото. В този момент летателните компютри летят около орбитата. Орбитърът прави поредица от S-образна форма, банкирането се обръща, за да забави скоростта на спускане, тъй като започва окончателния си подход към пистата. Командирът взима радио-маяк от пистата (Тактическа система за въздушна навигация), когато орбитата е на около 140 мили (225 км) от площадката за кацане и височина 150 000 фута (45 700 м). На разстояние от 25 мили (40 км), компютрите на совалката предават контрол на командира. Командирът хвърля совалката около въображаем цилиндър (18 000 фута или 5500 м в диаметър), за да изведе орбитата нагоре с пистата и да изпусне височината. По време на крайния подход командирът затяга ъгъла на спускане до минус 20 градуса (почти седем пъти по-стръмен от спускането на търговски самолет).

Това съдържание не е съвместимо на това устройство.

Пътна полетна маршрутка за кацане

Когато орбитата е 610 м над земята, командирът издърпва носа, за да забави скоростта на спускане. Пилотът използва колесника и орбитата докосва надолу. Командирът спира спира орбитата и спирачната спирачка на вертикалната опашка се отваря. Парашутът е разположен отзад, за да помогне за спиране на орбитата. Парашутът и скоростната спирачка на опашката увеличават влаченето на орбитата. Орбитата спира около средата на три четвърти от пътя надолу по пистата.

Как работят космическите совалки: космическите

Докосване на орбитата на космическа совалка

След кацането екипажът преминава през процедурите за изключване, за да изключи космическия кораб. Този процес отнема около 20 минути. През това време орбитата се охлажда и вредните газове, които се получават по време на горещината на повторно влизане, издухват. След като орбитата е захранена, екипажът излиза от превозното средство. Наземните екипажи са на разположение, за да започнат обслужването на орбитата.

Как работят космическите совалки: време

Парашутът е разгърнат, за да помогне за спиране на орбитата при кацане

Как работят космическите совалки: като

Orbiter се обслужва веднага след кацането

Технологията на совалката непрекъснато се актуализира. След това ще разгледаме бъдещите подобрения на совалката.

Случай на Колумбия

На сутринта на 1 февруари 2003 г. космическата совалка Колумбия се разпадна по време на повторно влизане, на повече от 200 000 фута над Тексас. Последвалото разследване разкри причината за произшествието. По време на повдигането парчета изолация от пяна паднаха от ЕТ и удариха лявото крило. Изолацията повреди топлозащитните плочки на крилото. Когато Колумбия отново влезе в атмосферата, горещите газове навлизаха в крилото през повредената зона и стопяваха въздушната рамка. Совалката загуби контрол и се скъса.

Подобрения в космическия совал

Как работят космическите совалки: време

- Както беше споменато по-рано, падащи отломки (изолация от пяна) от ЕТ повредиха орбитата на совалката, което доведе до разпадането на Колумбия при повторно влизане. За да върне совалките до състояние на полет, НАСА се съсредоточи върху три основни области:

  • Препроектирайте ET, за да предотвратите повреждането на орбитата на совалката
  • Подобрете инспекцията на совалката, за да откриете повреди
  • Намерете начини да поправите евентуални щети на орбитата, докато сте в орбита
  • Съставете планове за действие в извънредни ситуации, за да може екипажът на повредена совалка да остане на МКС до спасяването

Нека разгледаме по-подробно всяко от тях.

Редизайн на ЕТ

ЕТ задържа студено втечнени газове като гориво (кислород, водород). Тъй като температурите са толкова студени, водата от атмосферата се кондензира и замръзва по повърхностите на ЕТ и горивните тръбопроводи, водещи към орбитата. Ледът може да падне от самия ЕТ или да доведе до напукване и отпадане на изолацията на ЕТ пяна. Освен лед, ако някой от течните газове изтича и попада под пяната, той ще се разшири и ще доведе до напукване на изолацията на пяната. Толкова голяма част от редизайнът на ЕТ е фокусиран върху премахването на места, където може да се появи конденз.

Как работят космическите совалки: космическите

Редизайн на ЕТ

Първо, монтажът на бипод е предната точка, където ЕТ се прикрепя към долната страна на орбитата. Инженери и техници откриха, че тази точка е особено податлива на обледеняване. В миналото рампите с изолация от пяна над тази част пречеха натрупването на лед; тази изолация обаче отпадна често, като по този начин представлява опасност за орбитата.

Как работят космическите совалки: работят

Рамките от пяна, които предпазваха фитингите на бипотите от натрупване на лед (отгоре), бяха заменени с нова фуга, която се нагрява електрически (отдолу).

Как работят космическите совалки: като

По време на редизайнът изолацията е премахната и монтажът сега се монтира в горната част на медна плоча, която съдържа електрически нагреватели. Нагревателят може да загрее фитинга и да предотврати натрупването на лед.

Второ, течният азот се използва за пречистване на взаимосвързаната връзка на всеки потенциално експлозивен водороден газ. Въпреки това, течният азот може да замръзне около болтовете в тази област и да причини разрушаване на изолацията на пяна. Болтовете в тази област са преработени, за да предотвратят течовете на течен азот.

Как работят космическите совалки: совалки

Рамките от пяна, които защитаваха потока от течен кислород, бяха под ъгъл и могат да позволят натрупването на лед (по-горе). Те са заменени с дизайн, наречен капкова устна, който предотвратява натрупването на лед (отдолу).

Как работят космическите совалки: работят

Трето, пет накрайника за захранване с течен кислород лежат по протежение на пъпката, която свързва резервоара с течен кислород с основните двигатели и са прикрепени към резервоара за течен водород. Символът компенсира разширяването и свиването, които възникват при напълване и изпразване на резервоара с течен водород. Колоните предотвратяват натоварвания върху линията на захранване. Преди това изолацията от пяна, разположена над сигела, беше под ъгъл. Този ъгъл позволи водната пара да се кондензира, да премине между изолацията на пяната и да замръзне, като по този начин разруши пяната. За да коригирате този проблем, полата на пяната на тази фуга е удължена над изолацията отдолу и се отклонява, така че водата да не може да се движи между пяната.

Предотвратяване на бъдещи космически катастрофи

Захватът на болтове (отгоре) е проектиран така, че да предпази експлозивните болтове на SRBs (отдолу) да не повредят ЕТ или орбитата.

Захватът на болтове (отгоре) е проектиран така, че да предпази експлозивните болтове на SRBs (отдолу) да не повредят ЕТ или орбитата.

-Expl-osive болтове отделят SRBs от външния резервоар, когато SRBs изгорят по време на полет. Инженерите оцениха, че фрагменти от болтовете също могат да повредят совалката. Те проектираха захващащ болт, за да предотвратят повредите на болтовете в ЕТ или да ударят орбитата.

Как работят космическите совалки: совалки

За да открие падащи отломки и възможни повреди на совалката, НАСА направи следното:

  • Сто и седем камери (инфрачервено, високоскоростно цифрово видео, HDTV, 35 мм, 16 мм) са поставени върху и около стартовата площадка за заснемане на совалката по време на издигане.
  • Десет места в рамките на 40 мили от стартовата площадка са оборудвани с камери за заснемане на совалката по време на изкачването.
  • В дни на по-тежко облачно покритие, когато наземните камери ще бъдат затъмнени, два самолета WB-57 ще снимат совалката от голяма надморска височина, докато се изкачва.
  • Три съоръжения за проследяване на радар (едно със С-диапазон и две с доплеров радар) ще наблюдават совалката за откриване на отломки.
  • На ЕТ са инсталирани нови цифрови видеокамери, които наблюдават долната страна на орбитата и препредават данните на земята чрез антени, инсталирани в ЕТ.
  • На SRB носовете са инсталирани камери за наблюдение на ЕТ.
  • Екипажът на совалката разполага с нови ръчни цифрови фотоапарати за фотографиране на ЕТ след раздялата. Изображенията ще бъдат изтеглени в лаптопи на орбитата и след това ще бъдат прехвърлени на земята.
  • Цифрова камера за космически пътеки ще бъде използвана за астронавти за проверка на орбитата, докато е в орбита.
  • Канада направи 50-футово разширение, наречено Система за дистанционен манипулатор / Система на сензора за усилване на орбитата (RMS / OBSS), която може да бъде прикрепена към роботизираната ръка.Това разширение ще позволи на RMS да достигне долната страна на орбитата. Камерите, монтирани на това разширение, ще снимат долната страна за повреда.

Как работят космическите совалки: работят

RMS / OBSS ще позволи на астронавтите да проверят долната и предния край на крилата за повреда.

И накрая, инженерите и техниците са инсталирали 66 малки акселерометра и 22 температурни сензора във водещия ръб на двете крила на орбитата. Устройствата ще открият въздействието на всякакви отломки, удрящи крилата на орбитата.

Цялата цел на датчиците за изображения и крила е да открият възможни повреди от падащи отломки. Инженерите и администраторите могат да анализират тези изображения и да отправят препоръки към екипажа по време на мисията.

НАСА също така формулира идеи как да поправяш повредени совалки по време на полет, включително:

  • Нанасяне на предкерамични полимери върху малки пукнатини
  • Използване на малки механични тапи, изработени от въглерод-силиконови карбиди за отстраняване на щети с диаметър до 6 инча

Тези идеи бяха тествани на борда на совалката Discovery през юни 2005 г.

История на космическия совал

Enterprise се отделя от Boeing 747, за да започне един от своите тестове за полет и кацане

Enterprise се отделя от Boeing 747, за да започне един от своите тестове за полет и кацане

-При края на космическата програма Аполон служителите на НАСА разглеждаха бъдещето на американската космическа програма. Използваха ракети за еднократна употреба за еднократна употреба. Нуждаеха се от надеждна, по-евтина ракета, може би такава, която можеше да бъде използвана многократно. Идеята за "космическа совалка за многократна употреба", която може да изстреля като ракета, но да се приземи като самолет беше привлекателна и би била голямо техническо постижение.

НАСА започна проектиране, разходи и инженерни проучвания на космическа совалка, а много космически компании също проучиха концепциите. През 1972 г. президентът Никсън обяви, че НАСА ще разработи космическа совалка за многократна употреба или система за космически транспорт (STS). НАСА реши, че совалката ще се състои от орбита, прикрепена към твърди ракетни усилватели и външен резервоар за гориво и възложи основния договор на Rockwell International.

По това време космическите кораби използвали относителни топлинни екрани, които ще изгорят, когато космическият кораб отново навлезе в земната атмосфера. За да бъде използвана многократно обаче, трябва да се използва различна стратегия. Дизайнерите на космическата совалка излязоха с идеята да покрият космическата совалка с много изолационни керамични плочки, които биха могли да поемат топлината при повторно влизане, без да навредят на астронавтите.

Не забравяйте, че совалката трябваше да лети като самолет, по-скоро като планер, когато кацна. Създаден е работещ орбитър за тестване на аеродинамичния дизайн, но не и за навлизане в космоса. Орбитърът беше наречен Ентърпрайз след звезден кораб „Звезден път“. Ентърпрайзът излетя многобройни тестове за полети и кацания, където беше изстрелян от Boeing 747 и се изстреля до десант във военновъздушната база на Едуардс в Калифорния.

Накрая, след много години на изграждане и тестване (т.е. орбита, основни двигатели, външен резервоар за гориво, твърди ракетни усилватели), совалката беше готова за полет. Направени са четири совалки (Columbia, Discovery, Atlantis, Challenger). Първият полет е през 1981 г. с космическата совалка Колумбия, пилотирана от астронавтите Джон Йънг и Робърт Крипън. Колумбия се представи добре, а останалите совалки скоро направиха няколко успешни полета.

През 1986 г. совалката Challenger експлодира в полет и целият екипаж е изгубен. НАСА спря програмата на совалката за няколко години, докато причините за бедствието бяха разследвани и коригирани. След няколко години космическата совалка отново лети и е построен нов совал, Endeavour, който да замени Challenger в флота на совалките.

През 2003 г., докато навлизаше отново в земната атмосфера, совалката Колумбия се разпадна над САЩ. НАСА заземява програмата за космически совалки след аварията и работи трескаво, за да направи промени и да върне совалките в полет. През 2006 г. совалката Discovery загуби пяна от външния си резервоар за гориво. За пореден път програмата беше обоснована и учените се бориха да разрешат проблема. Discovery стартира два пъти през 2006 г., веднъж през юли и отново през декември. Според НАСА, стартирането през юли 2006 г. е най-фотографираната мисия на совалки в историята. Atlantis стартира през септември 2006 г., след закъснения поради времето, проблем с горивната клетка и дефектно отчитане на сензора.

Въпреки че космическите совалки са голям технологичен напредък, те са ограничени до това колко полезен товар могат да поемат в орбита. Совалките не са тежкотоварните превозни средства като ракетите Saturn V или ракетите Delta. Совалката не може да отиде на орбита на голяма надморска височина или да избяга от гравитационното поле на Земята, за да пътува до Луната или Марс. В момента НАСА проучва нови концепции за изстрелване на превозни средства, които са в състояние да отидат до Луната и Марс.

За повече информация относно космическите совалки и свързаните с тях теми, разгледайте връзките на следващата страница.

начинание

сега е на показ в центъра на Steven F. Udvar-Hazy в Националния музей на въздуха и космоса в близост до международното летище Dulles във Вашингтон, окръг Колумбия.


Видео Добавка: National Geographic - Бунтари:Любов към Наркотикът(екстази,мдма) BG AUDIO.




Изследване


Защо Някои Детелини Имат Четири Листа?
Защо Някои Детелини Имат Четири Листа?

Какво Е Влиянието На Цивилизацията Върху Околната Среда На Земята?
Какво Е Влиянието На Цивилизацията Върху Околната Среда На Земята?

Наука Новини


Лисици: Факти И Снимки
Лисици: Факти И Снимки

Всички Костенурки Имат Черупки?
Всички Костенурки Имат Черупки?

„Земетресението“ Във Флорида Всъщност Беше Морски Експлозия
„Земетресението“ Във Флорида Всъщност Беше Морски Експлозия

9% От Възрастните Възрастни Имат Остеопороза, Казва Cdc
9% От Възрастните Възрастни Имат Остеопороза, Казва Cdc

Бари Простолюдие
Бари Простолюдие


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com