На чем приземляются космонавты на землю
Как космонавты возвращаются на Землю
Полет в космос – по-настоящему героический поступок. Но не менее сложным и опасным является обратный спуск на планету Земля. В статье будет рассмотрено, как космонавты возвращаются на Землю, и насколько сложным является данный процесс.
Организация посадки пилотируемого устройства
Все космические миссии условно делятся на две категории – пилотируемые и беспилотные. Несмотря на различия в организации подъема и посадки, приземление обычно состоит из двух этапов – проектного и оперативного. Итак, как приземляются космонавты, какими инструментами и знаниями пользуются – будет освящено далее.
За 40 суток до спуска…
В этот период осуществляются первые приблизительные расчеты в целях выявления предполагаемого района посадки. На сегодняшний день российские летательные объекты могут садиться лишь в 13 фиксированных районах в Казахстане. Это создает множество ограничений. Например, появляется необходимость предварительного согласования динамических операций, определения графика посева сельскохозяйственных культур на этих территориях и т. д. Заблаговременное обсуждение условий позволит обеспечить безопасность как приземляющегося пилота, так и местного населения.
За 10 суток…
Рассматривая вопрос, как космонавты возвращаются на Землю, стоит оговорить и этот нюанс. На данном этапе происходит уточнение расчетов касательно траекторий спуска с принятием во внимание последних сведений о текущей орбите международной космической станции и технических параметров корабля, которые, кстати, с течением времени меняются. Управление линией спуска обеспечивается за счет смещения центра давления и тяжести. Предварительные данные подлежат отправке на Землю, в итоге определяется возможность приземления в эти районы.
За 1 сутки…
На этом этапе специалисты должны получить максимально точные данные о траектории приземления и ветровой ситуации в зоне посадки. Метеопрогноз должен быть максимально точным в связи с тем, что порой ветровой снос равняется 80% от допустимого показателя радиуса круга рассеивания. В обеспечении спуска принимают участие следующие службы:
Только после того, как поступит доклад о готовности всех служб, руководитель полета получает право на принятие решения об организации спуска в соответствии с намеченной программой. Но это далеко не весь ответ на вопрос, как приземляются космонавты. После одобрения осуществляется следующий комплекс мероприятий.
Официально процесс завершается только после того, как становится известной информация о координатах точки посадки. Вот мы и изучили, как космонавты возвращаются на Землю.
Три часа до Земли — как космонавты возвращаются из космоса
Мы читаем про космос и про то, как космонавты и астронавты выполняют свои «командировки». Но при этом не все знают, как технически происходит возвращение на Землю. И на эту тему у многих возникают вопросы и недопонимание.
Сейчас мы подробно опишем вам весь процесс возвращения космонавтов на нашу планету.
Для тех, кто не подкован в этой теме, коротко объясним: на высоте 400 км над Землей вокруг нашей планеты вращается Международная космическая станция (МКС). На ней живут и проводят свои «командировки» экипажи разных стран. Спустя несколько месяцев на орбите для них наступает момент возвращения на Землю. Мы расскажем о нем на примере космического корабля «Союз».
Прибывают на МКС космонавты и астронавты на космических кораблях, которые стыкуются со станцией. Корабли всё то время, что пилоты несут вахту на МКС, остаются «припаркованными». На них же затем и происходит возвращение на Землю.
Подготовка к возвращению
Спуск на Землю на космическом корабле «Союз» занимает около трех часов. Перед отстыковкой космонавты проходят серьезную недельную подготовку, в том числе на тренажерах, изучают инструкции и необходимые данные. И не менее важными подготовительными мероприятиями занимаются в это время на Земле.
Для «Союза» штатным полигоном (местом для приземления) всегда служит Казахстан. Земные службы выбирают зону посадки, проверяют её на отсутствие опасностей и помех и отправляют координаты космонавтам.
Совершив последние необходимые мероприятия, подготовив корабль к отстыковке и получив от командования разрешение на полет, пилоты прощаются с остающимися на станции и закрывают люк «Союза», отделяющий его от МКС.
Надев скафандры, экипаж перемещается из бытового отсека в капсулу, в которой они будут находиться до приземления.
Получив разрешение, космонавты приступают к расстыковке.
Спустя несколько минут «Союз» отплывает от МКС на необходимое расстояние. Командование с Земли передает необходимые данные в бортовой компьютер корабля для его спуска. Пилоты постоянно ведут связь с Землей, сверяя информацию.
Когда запускается тормозной двигатель, ход движения космического аппарата изменяется и он входит в верхние слои атмосферы. Оболочка нашей планеты действует как естественный тормоз и помогает «Союзу» снизить скорость.
Во время прохождения плотных слоев атмосферы на высоте около 140 км и примерно за полчаса до посадки «Союз» разделяется на три части: бытовую и приборно-агрегатную, а также спускаемый аппарат. В последнем как раз и находятся астронавты, и эта часть единственная, которая вернется на Землю. Остальные — сгорят и разрушатся в атмосфере. Чтобы также не сгорела спускаемая капсула, она имеет специальное покрытие и теплозащитный экран.
Когда аппарат достигает высоты приблизительно 10,5 км над Землей, его скорость уже изменилась с 28000 до 800 км/ч. Для дальнейшего торможения и снижения скорости у капсулы выпускается тормозной парашют, а чуть позже, на высоте около 8,5 км, уже и основной, площадью 1000 кв. м. После этого скорость спускаемого аппарата снижается до 22 км/ч.
Примерно на 5,5 км до нашей планеты от капсулы отстреливается теплозащитный экран, происходит сброс кислорода и топлива, чтобы снизить вероятность взрыва в момент столкновения с землей.
Наземные службы внимательно следят за снижением космического корабля. Как только «Союз» коснется земли, они стягиваются к нему и помогают пилотам выбраться из капсулы.
Когда корабль находится в 70 см от Земли, происходит срабатывание шести двигателей мягкой посадки, которые были спрятаны под теплозащитным экраном. Это помогает снизить скорость космического аппарата примерно до 5 км/ч. Амортизация кресел пилотов также помогает снизить нагрузку, которую ощущают космонавты при посадке.
Срабатывание мягких двигателей при посадке
Один из космонавтов вспоминает:
«Мягкая посадка не такая уж и мягкая. Я воспринял её как лобовое столкновение грузовика и маленькой машинки. И, конечно же, я был в машинке»
После приземления в первую очередь земные службы сразу отделяют соединяющие нити парашюта от «Союза», в противном случае при ветреной погоде капсулу может потащить за куполом. Затем пилотам помогают выбраться из капсулы.
Пилоты в капсуле «Союза»
Вот и завершилось возвращение из космоса.
Как проходила отстыковка и спуск капсулы, а также любопытные комментарии астронавтов, которые в ней побывали, вы можете посмотреть на видео ниже.
Как проходят 3 часа, когда космонавты спускаются с орбиты на Землю: видео
На высоте в 400 километров над Землей по орбите планеты вращается МКС. Командировка космонавта на станции занимает несколько месяцев, затем им нужно меняться. Возвращение на Землю: один из наиболее волнующих и отвественных моментов для космонавта: дорога домой занимает проходит заметно быстрее и требует всего три часа.
К станции космонавты прибывают на космических кораблях. До недавнего времени весь мир пользовался только российскими «Союзами», однако этой зимой Илон Маск впервые отправил к МКС частный космический корабль с экипажем из американских космонавтов.
Скорее всего, ракетой Маска будут активнее пользоваться западные страны, а наши космонавты продолжат эксплуатировать проверенный «Союз». Возвращаться с орбиты они также будут на этом корабле.
Перед возвращением космонавтам придется провести около недели за постоянными тренировками. Организм должен заново адаптироваться к гравитации и другим условиям.
После подготовки корабля космонавты перебираются в него и отыстыковываются от МКС. Экипаж в скафандрах заходит в капсулу — здесь они останутся до приземления.
После отстыковки «Союз» начнет падать на Землю. Корабль включит тормозной двигатель и войдет в верхние слои атмосферы, они также помогут снизить скорость. А на высоте в 140 километров, это примерно полчаса до посадки, корабль разделится на три части. Бытовая и приборно-агрегатная части на Землю не вернутся, они сгорят в атмосфере и дальше полетит только капсула с астронавтами.
Она дополнительно защищена специальным экраном, покрытие не даст капсуле загорется. На высоте в 10 километров скорость падения капсулы составляет 800 км/ч, что совсем немного по сравнению с изначальной скоростью в 28 000 км/ч. На высоте в 8 километров капсула выпускает парашют и снижает скорость до 22 км/ч.
5 километров над Землей. От капсулы с космонавтами отстреливается защитный экран, баки кислорода и топлива. В считанных метрах над Землей срабатывают сразу 6 двигателей мягкой посадки: космонавты вернулись домой.
Несмотря на развитие технологий, процесс спуска вниз практически не меняется. Возможно, в будущем в распоряжении космонавтов появятся компактные орбитальные капсулы с двигателями, не требующие парашютов, но пока все происходит почти аналогично тому, как было 50 лет назад.
Как садится космический корабль, спускаясь с орбиты и насколько точно он может приземляться.
Этапы и технология спуска космического корабля «Союз»с МКС на Землю
2.50: «Спуск СА с высот от 90-до 40 км обнаруживается и сопровождается радиолокационными станциями».
Запомните эти данные по радиолокации.
Мы вернёмся к ним, когда будем обсуждать, чем и как мог следить за «Аполлонами» СССР 50 лет назад и почему он этого так и не сделал.
Живое видео
Включите титры на русском языке.
Пилотируемая посадка космического аппарата
Введение
Сразу стоит оговориться, что организация пилотируемого полета довольно сильно отличается от беспилотных миссий, но в любом случае все работы по проведению динамических операций в космосе можно разделить на два этапа: проектный и оперативный, только в случае пилотируемых миссий эти этапы, как правило, занимают значительно больше времени. В этой статье рассматривается в основном оперативную часть, так как работы по баллистическому проектированию спуска ведутся непрерывно и включают в себя различные исследования по оптимизации всевозможных факторов, влияющих на безопасность и комфорт экипажа при посадке.
За 40 суток
Проводятся первые прикидочные расчеты спуска с целью определения районов посадки. Зачем это делается? В настоящее время штатный управляемый спуск российских кораблей может производиться только в 13 фиксированных районов посадки, расположенных в Республике Казахстан. Этот факт накладывает массу ограничений, связанных в первую очередь с необходимостью предварительного согласования с нашими иностранными партнерами всех динамических операций. Основные сложности возникают при посадке осенью и весной – это связано с сельскохозяйственными работами в районах посадки. Этот факт необходимо учитывать, ведь кроме обеспечения безопасности экипажа, необходимо также обеспечивать безопасность местного населения и поисково-спасательной службы (ПСС). Помимо штатных районов посадки, существуют еще области посадки при срыве на баллистический спуск, которые также должны быть пригодны для приземления.
За 10 суток
Уточняются предварительные расчеты по траекториям спуска с учетом последних данных о текущей орбите МКС и характеристиках пристыкованного корабля. Дело в том, что с момента старта до спуска проходит достаточно большой промежуток времени, и массо-центровочные характеристики аппарата меняются, кроме того, большой вклад вносит тот факт, что вместе с космонавтами на Землю возвращаются полезные грузы со станции, которые могут существенно изменить положение центра масс спускаемого аппарата. Тут необходимо пояснить, почему это важно: форма космического корабля «Союз» — напоминает фару, т.е. никаких аэродинамических органов управления у него нет, но для получения необходимой точности посадки необходимо осуществлять управление траекторией в атмосфере. Для этого в «Союзе» предусмотрена газодинамическая система управления, но она не способна компенсировать все отклонения от номинальной траектории, поэтому в конструкцию аппарата искусственно добавляется лишний балансировочный груз, цель которого сместить центр давления из центра масс, что позволит управлять траекторией спуска, переворачиваясь по крену. Уточненные данные по основной и резервной схемам отправляются в ПСС. По этим данным производится облет всех расчетных точек и выносится заключение о возможности приземления в эти районы.
За 1 сутки
Окончательно уточняется траектория спуска с учетом последних измерений положения МКС, а также прогноза ветровой обстановки в основном и резервных районах посадки. Это необходимо делать из-за того что на высоте порядка 10км раскрывается парашютная система. К этому моменту времени система управления спуском уже сделала свою работу и никак скорректировать траекторию не может. По-сути, на аппарат действует только ветровой снос, который нельзя не учитывать. На рисунке ниже показан один из вариантов моделирования ветрового сноса. Как видно после ввода парашюта траектория сильно меняется. Ветровой снос иногда может составлять до 80% от допустимого радиуса круга рассеивания, поэтому точность метеопрогноза очень важна.
В сутки спуска:
В обеспечении спуска космического аппарата на землю кроме баллистической и поисково-спасательной службы участвует еще много подразделений таких как:
Только после доклада о готовности всех служб, руководителями полета может быть принято решение о проведении спуска по намеченной программе.
После этого происходит закрытие переходного люка и расстыковка корабля от станции. За проведение расстыковки отвечает отдельная служба. Тут необходимо заранее рассчитать направление расстыковки, а также импульс, который необходимо приложить к аппарату, чтобы не допустить столкновение со станцией.
При расчете траектории спуска схема расстыковки также учитывается. После расстыковки корабля еще есть некоторое время до включения тормозного двигателя. В это время происходит проверка всего оборудования, проводятся траекторные измерения, и уточняется точка посадки. Это последний момент, когда еще что-то можно уточнить. Затем включается тормозной двигатель. Это один из самых важных этапов спуска, поэтому он контролируется постоянно. Такие меры необходимы для того, чтобы в случае нештатной ситуации понять по какому сценарию идти дальше. При штатной отработке импульса через некоторое время происходит разделение отсеков корабля (спускаемый аппарат отделяется от бытового и приборно-агрегатного отсеков, которые затем сгорают в атмосфере).
Если при входе в атмосферу система управления спуском решает, что она не в состоянии обеспечить приземление спускаемого аппарата в точке с требуемыми координатами, то корабль «срывается» в баллистический спуск. Так как это все происходит уже в плазме (нет радиосвязи), то установить по какой траектории движется аппарат можно только после возобновления радиосвязи. Если произошел срыв на баллистический спуск, необходимо быстро уточнить предполагаемую точку посадки и передать ее поисково-спасательной службе. В случае же штатного управляемого спуска корабль еще в полете начинают «вести» специалисты ПСС и мы можем увидеть в прямом эфире спуск аппарата на парашюте и даже, если повезет, работу двигателей мягкой посадки (как на рисунке).
После этого уже можно всех поздравлять, кричать ура, открывать шампанское, обниматься и т.д. Официально баллистическая работа завершается только после получения GPS координат точки посадки. Это нужно для послеполетной оценки промаха, по которому можно оценить качество нашей работы.
Фотографии взяты с сайта: www.mcc.rsa.ru
Точность посадки космического корабля
Сверхточные посадки или «утраченные технологии» НАСА
«Пригласили на GeekPicnic рассказать о космических мифах. Разумеется я взял самый ходовой и популярный: миф о лунном заговоре. За час подробно разобрали наиболее часто встречающиеся заблуждения и самые распространенные вопросы: почему не видно звезд, почему развевается флаг, где скрывается лунный грунт, как смогли потерять пленки с записью первой высадки, почему не делают ракетные двигатели F1 и другие вопросы.«
Написал ему свой комментарий :
Поясняю в чем засада. А.И. Попов в статье » » пишет: «По данным НАСА [ ], «лунные» «Аполлоны» №№ 8,10-17 приводнились с отклонениями от расчётных точек в 2,5; 2,4; 3; 3,6; 1,8; 1; 1,8; 5,4; и 1,8 км соответственно; в среднем ± 2 км. То есть круг попадания для «Аполлонов» был якобы исключительно мал – 4 км в диаметре.
Наши проверенные «Союзы» даже сейчас, 40 лет спустя совершают посадку раз в десять менее точно илл.1), хотя траектории спуска «Аполлонов» и «Союзов» по своей физической сути одинаковы.»:
С конца 1960-х и до 21 века точность посадки «Союзов» при нормальном, штатном спуске была в пределах ± 50-60 км от расчетной точки как это и предусматривалось в 1960-х.
Естественно, бывали и нештатные ситуации, например в 1969 году приземление » » с Борисом Волыновым на борту произошло с недолетом до расчетной точки на 600 км.
До «Союзов», в эпоху «Востоков» и «Восходов» отклонения от расчетной точки бывали и покруче.
Апрель 1961 г Ю. Гагарин совершает 1 виток вокруг Земли. Из-за сбоя в системе торможения Гагарин приземлился не в запланированной области в районе космодрома Байконур, а на 1800 км западнее, в Саратовской области.
Март 1965 г. П.Беляев, А. Леонов 1 день 2 часа 2 мин первый мире выход человека в открытый космос автоматика отказала, Посадка произошла в заснеженной тайге в 200 км от Перми, далеко от населённых пунктов. Космонавты пробыли двое суток в тайге, пока их не обнаружили спасатели («На третьи сутки нас оттуда вытащили.»). Это произошло из-за того, что вертолёт не мог приземлиться поблизости. Место посадки для вертолёта было оборудовано на следующий день в 9 км от места, где приземлились космонавты. Ночёвка осуществлялась в построенном на месте посадки бревенчатом доме. Космонавты и спасатели добирались до вертолёта на лыжах»
Но как говорят в рекламах, это еще не все.
Прямой спуск как у «Союзов» был бы из-за перегрузок несовместим с жизнью космонавтов «Аполлона» ведь они должны были бы погасить вторую космическую скорость, а более безопасный спуск по двухнырковой схеме дает разброс по точке посадки в сотни и даже тысячи километров:
То есть, если бы «Аполлоны» приводнялись с нереальной даже по сегодняшним меркам точностью по прямой однонырковой схеме, то космонавты должны были либо сгореть из-за отсутствия качественной абляционной защиты, либо умереть/получить тяжелые травмы от перегрузок.
Но многочисленная теле- кино- и фотосъемка неизменно фиксировала что будто бы спустившиеся со второй космической скорости астронавты в «Аполлонах» не просто живы, а очень даже веселенькие живчики.
«Компания основана в 2011 году. Лицензия Роскосмоса на осуществление космической деятельности получена в 2012 году. До 2014 года имела подразделения в Германии и США. В начале 2015 года производственная деятельность была практически свернута везде кроме России. Компания занимается созданием небольших космических аппаратов (спутников) и продажей комплектующих для них. Также Dauria Aerospace привлекла инвестиции 20 миллионов долларов от венчурного фонда I2bf в 2013 году. Два своих спутника компания продала американской в конце 2015 года, тем самым получив первый доход от своей деятельности.»
«В одной из своих очередных «лекций» Егоров высокомерно бравировал, улыбаясь своей дежурной обворожительной улыбкой, тем, что американский фонд «I2BF Holdings Ltd. Цель I2BF-RNC Strategic Resources Fund» под патронажем НАСА вложил в компанию «ДАУРИЯ АЭРОСПЕЙС» 35 миллионов долларов.
Выходит, что господин Егоров не просто субъект Российской Федерации, а полноценный иностранный резидент, деятельность которого финансируется из американских фондов, с чем я и поздравляю всех добровольных российских спонсоров краудфандинга «БУМСТАРТЕР», вложивших свои кровные денежки в проект иностранной компании, который носит вполне определенный идеологический характер.«
Как русские космонавты возвращаются на Землю
Космонавту Роскосмоса Александру Скворцову помогают выйти из космического корабля «Союз МС-13» после приземления аппарата недалеко от города Жезказган в Казахстане. 6 февраля 2020 года
Тренировка и последние приготовления
За 5-7 дней до дня посадки экипаж проводит финальную тренировку вместе с инструктором, который находится на Земле. Тренировка длится 3-4 часа, космонавты вместе с инструкторами освежают в памяти все, что учили во время подготовки, и прорабатывают разные планы посадки, в том числе при возникновении внештатных ситуаций.
После этого экипаж проводит тестирование корабля и начинает укладывать грузы, которые нужно вернуть на Землю.
В день возвращения экипаж корабля прощается с коллегами и закрывает люк, отделяющий бытовой отсек корабля от станции. Люк тщательно проверяют, чтобы не случилось разгерметизации. Члены экипажа надевают скафандры и спускаются в специальный бортовой отсек, где и будут находиться до возвращения на Землю.
Расстыковка с МКС и вхождение в атмосферу
После расстыковки Центр управления полетов закладывает в бортовой компьютер данные, необходимые для автономного запуска. Экипаж ведет связь с землей и проверяет эти данные. Когда экипаж отходит от станции на достаточное расстояние, он включает тормозные двигатели.
На сайте Роскосмоса уточняется, что именно от этого момента зависит, вернутся ли космонавты на Землю или нет. Благодаря этому изменяется траектория корабля, снижается скорость, и он входит в атмосферу. Атмосфера же, в свою очередь, играет роль «естественного тормоза» и уменьшает скорость корабля вплоть до раскрытия парашютов, что обеспечивает мягкую посадку. От включения двигателей до вхождения в атмосферу космонавты контролируют процесс и при необходимости вносят коррективы.
Примерно за 30 минут до посадки, еще до вхождения в атмосферные слои Земли, корабль разделяется на три части: бытовой отсек, спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек. Спускаемый аппарат безопасно возвращается на Землю, оставшиеся сгорают в атмосфере.
Для некоторых космонавтов вхождение в атмосферу является одним из самых сложных этапов.
Приземление на парашютах
В это время вертолеты отслеживают полет капсулы вплоть до ее посадки. На высоте 70 см до земли у «Союза» срабатывают двигатели мягкой посадки, уменьшающие скорость до 5-6 км в час.
Начиная с высоты 450 метров над землей космонавтам нельзя разговаривать, чтобы не откусить себе язык и не сломать челюсть во время посадки. После посадки командир экипажа отсоединяет парашют от аппарата, чтобы при сильном ветре аппарат не не волочило по земле.
После посадки рядом с кораблем приземляются вертолеты, и спасатели помогают экипажу выбраться наружу. Космонавтов тут же осматривают врачи, измеряют пульс и давление.
Космонавт Лазуткин Александр после приземления, 1997 г
По его же словам, космонавтам по возвращению на Землю лучше не делать резких движений.
«Нельзя шнурки завязывать, потому что упадешь тут же. В космосе из костей выходит кальций, они становятся слабыми, хрупкими. У нас был случай, когда один член экипажа палец сломал, просто задев им стол», — рассказывает Лазуткин.
Первый сон на Земле
В первые дни после приземления космонавты сдают медицинские тесты, результаты которых учитываются при следующих полетах, поэтому ни в коем случае нельзя есть вредную еду и употреблять алкоголь, рассказывает Сергей Крикалев, которого отправляли на МКС шесть раз, всего он в космосе пробыл 803 дня.
По его словам, космические привычки, к примеру, перекидывать предметы, а не передавать из рук в руки, быстро забываются, однако засыпать в первую ночь все равно непривычно.
Также Крикалев утверждает, что даже после долгих дней пребывания на МКС в тесном кругу других космонавтов, по возвращении домой они не прекращают общаться, и дружба между космонавтами остается на долгие годы.