Ғарыштық туннельдер мен басындағы темір немесе «Восточный» ғарыш айлағы бізге не үшін керек

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Күні кеше маған «Восточный» ғарыш айлағынан алғашқы ұшырылымға арналған РИА Новости инфографикасынан кеңес алуды сұрады. Және материал форматының шектеулеріне байланысты бір маңызды жеңілдету болады. Шын мәнінде, бізге «Восточный» ғарыш айлағы қажет емес, өйткені азаматтық ұшырулардың басым бөлігі «Байқоңыр» ғарыш айлағынан жүзеге асады.

Бірақ оның бізге не үшін қажет екенін түсіндіру үшін ғарыш кемесінің орбитасын неліктен туннельмен салыстыруға болатынын, сондай-ақ аспаннан қандай «темір» түсетінін және оның кімге түсетінін түсіндіруге тура келеді.

Аспандағы туннель

Орбиталық қозғалыс физикасы мүлдем қарама-қайшы. Керісінше, бұл қарапайым адам елестететін нәрсеге керісінше. Тіпті реализмге ұмтылатын жақсы фильмдер де спутниктер мен ғарыш кемелерінің қалай ұшатыны туралы мүлде қате түсінік береді. Хабблдан ХҒС-қа, одан кейін Қытай станциясына әйгілі ұшқан «Гравитация» есіңізде ме? Орбиталық биіктіктегі айырмашылықты алып тастасақ та, орбиталық қозғалыстың бір параметрі мұндай ұшулардың ең кішкентай мүмкіндігін де өлтіреді. Бұл параметр «орбиталық бейімділік» деп аталады.

Орбитаның еңісі жер серігінің орбитасының жазықтығы мен экватор жазықтығының арасындағы бұрыш (Жер серігі үшін)

Мысалы, «Гравитация» жағдайында сурет келесідей болады:

Ал орбиталардың жазықтықтарының мүлде сәйкес келмеуі мәселе емес. Нағыз қиындық мынада, төмен дөңгелек орбита үшін (және Хаббл, ХҒС, Тянгонг және басқа спутниктердің массасы төмен дөңгелек орбита болып табылады) көлбеу өзгерісі өте қымбат. Орбитаны 45°-қа «бұру» үшін жылдамдықты шамамен 8 км/с өзгертуге тура келеді, бұл орбитаға шығу үшін қажет болатын мөлшерге тең. Ал жылдамдықты өзгерту - отын шығыны және кезеңдерді қалпына келтіру. Яғни, массасы 300 тонналық зымыран орбитаға 7 тонна шығарса, еңісі 45 ° өзгергеннен кейін 150 келі ғана қалады. Шындығында, әрбір орбиталық ұшқыш көзге көрінбейтін туннельдің ішінде ұшады, оның диаметрі оның жылдамдығын өзгерту қабілетіне байланысты. Сондықтан, спутниктерді ұшыру кезінде олар дереу қажетті бейімділікке жеткізуге тырысады.

Соққыланған жолдар

Қолданыстағы орбиталық аппараттар үшін қандай бейімділік қолданылады? Қазір Жер орбитасында көптеген спутниктер бар:

Егер мұқият қарасаңыз, кейбір орбиталарда спутниктердің көбірек екенін көруге болады. Жерге қатысты спутниктердің қозғалысын көрсететін сурет мынада:

Геостационарлық орбита (жасыл). Ол биіктігі 36 000 км және еңісі 0 ° болатын дөңгелек орбита. Ондағы спутник жер бетіндегі бір нүктеден жоғары орналасқан, сондықтан суретте дұрыс геостационарлық орбита жасыл нүктемен көрсетілген. Жасыл ілмектер – ақаулы спутник немесе жанармай жоқ. Геостационарлық орбита айдың алаңдатарлық әсерінде және орнында қалу үшін жанармай жұмсау керек. Бұл орбитада телекоммуникациялық спутниктер орналасқан, олар тиімді, сондықтан ондағы бос орындарды табу қазірдің өзінде қиын.

GLONAS / GPS орбиталары (көк және қызыл). Бұл орбиталардың биіктігі шамамен 20 000 километр және еңісі 60 ° шамасында. Аты айтып тұрғандай, олар навигациялық спутниктерді алып жүреді.

Полярлық орбиталар (сары). Бұл орбиталар 90 ° аймақта көлбеу және биіктігі әдетте 1000 км-ден аспайды. Бұл жағдайда спутник полюстердің үстінен революция сайын ұшып, Жердің бүкіл аумағын көреді. Мұндай орбиталардың жеке кіші түрі - 600-800 км биіктіктегі және 98 ° көлбеу күнмен синхронды орбиталар, оларда спутниктер Жердің әртүрлі бөліктерінде шамамен бірдей жергілікті уақытта ұшады. Бұл орбиталар метеорологиялық, карталық және барлау спутниктеріне сұранысқа ие.

Сонымен қатар, биіктігі 450 км және еңісі 51,6 ° болатын ХҒС орбитасын атап өту керек.

Жүрексіз география

Жарайды, көңіл-күйлерді анықтадық, дейді оқырман. Ал ғарыш айлағы қайда? Өйткені, мұндай жағымсыз физикалық заң бар:

Орбитаның бастапқы еңісі ғарыш айлағының ендігінен кем болуы мүмкін емес

Неге бұлай? Жер картасында спутниктің траекториясын сызатын болсақ, бәрі анық болады:

Егер біз Байқоңырдан бастап шығысқа қарай үдей бастасақ, онда Байқоңыр ендігі 45° (қызыл) көлбеу орбитаны аламыз. Егер солтүстік-шығысқа қарай үдей бастасақ, онда орбитаның ең солтүстік нүктесі Байқоңырдың солтүстігінде болады, яғни еңіс үлкен (сары) болады. Егер біз алдауға тырысып, оңтүстік-шығысқа қарай үдеуді бастасақ, онда алынған орбитада Байқоңырдың солтүстігіндегі ең солтүстік нүкте және тағы да үлкен көлбеу (көк) болады.

Бірақ мұндай орбита физикалық тұрғыдан мүмкін емес, өйткені ол Жердің масса орталығынан өтпейді. Дәлірек айтсақ, қозғалтқыш өшірілген күйде ұшу мүмкін емес. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде сіз осындай орбитада біраз уақыт бола аласыз, бірақ жанармай өте тез бітеді.

Осылайша, егер біз спутниктерді экватордан емес, геостационарлық орбитаға шығарғымыз келсе, біз қандай да бір жолмен орбитаның еңісін қалпына келтіріп, отынды тұтынуымыз керек. Дәл осы шығындар неліктен дәл осы «Союз-2.1а» зымырантасығышының экватор маңындағы Куру ғарыш айлағынан спутниктерді геостационарлық орбитаға сәтті шығаратынын, бірақ Байқоңырдан бұл міндеттер үшін пайдаланылмайтынын түсіндіреді.

Ресей солтүстік мемлекет. Ал егер спутниктерді полярлық және ГЛОНАСС орбиталарына 63 ° ендікте орналасқан Плесецктен қауіпсіз шығару мүмкін болса, геостационарлық орбита үшін ғарыш айлағы неғұрлым оңтүстікте орналасса, соғұрлым жақсы. Міне, екінші мәселе күшіне енеді - ғарыш айлағы үшін әрбір аумақ қолайлы емес.

Кумполға қадам жасаңыз

Заманауи зымырандардың барлығы спутникті ұшырған кезде Жерге түсетін кезеңдерді және тұмсықтарды түсіреді. Егер апат орны басқа елде болса, әрбір ұшыру үшін сол елмен келіссөздер жүргізу керек. Сондықтан, мысалы, Байқоңыр ғарыш айлағының ең төменгі еңісі 45 ° емес, 51 °, өйткені әйтпесе екінші кезең Қытайға түседі:

Ал бірінші кезең құлаған жерде Қазақстанмен келіссөздер жүргізіп, осы аумақтарды пайдаланғаны үшін ақша төлеу керек. Кейде проблемалар туындап, спутниктерді ұшыру кешіктіріледі. Күздің аумақтары біршама үлкен бөлінуі керек:

Ал Ресейдің еуропалық бөлігінде ғарыш айлағы үшін жақсы орындар жоқ. Мен карталармен ойнадым, Кавказда Моздок аймағынан қашып, ұшып кетуге болады, бірақ сонда да екінші кезең Қазақстанға түспеуі үшін тырысу керек. Егер сіз Қырымнан зымыран ұшырсаңыз, бірінші кезең Ростов-на-Дону маңындағы елді мекендерге түседі, ал екінші кезең қайтадан Қазақстанға түсуге ұмтылады. Бұл екі нұсқада да инфрақұрылымдық проблемаларды ескермейді. Осының аясында сіз АҚШ ғарыш айлақтары үшін қол жетімді бейімділікке қарап, физика мен географияның жүрексіздігіне өкінесіз.

Бірақ бізде шығыс жағалау да бар. Ал, егер біз ғарыш айлағын сонда орналастыратын болсақ, онда ең талап етілетін бейімділіктер үшін жұмсалған кезеңдердің құлауы үшін шалғай аймақтарды табуға болады: 51, 6 ° (ХҒС және геостационарлық орбитаға), 64, 8 ° (ГЛОНАСС)., кейбір Жерді зондтау спутниктері), 98 ° (полярлық орбитаға).

Тағы бір рет дипломдық жұмыс

«Восточный» ғарыш айлағы бізге пайдалы жүктерді геостационарлық орбитаға және ХҒС-қа ұшыруды басқа елдермен үйлестіруді қажет етпей және алып тастау аймақтарын пайдаланғаны үшін төлеуге мүмкіндік береді. Ол еліміздің оңтүстік бөлігінде орналасқан және Байқоңырдан кем емес бастапқы орбиталық еңісті қамтамасыз етеді. Байқоңырда жаңа «Ангара» зымыран тасығышына ұшыру кешенін салу қисынсыз (тағы да ұшырулар мен апат аймақтарын үйлестіру), бірақ Шығыстан кем емес пайдалы жүктеме береді.

Жақсы нәрсе: Курудағы сияқты сервистік мұнарасы бар жаңа ұшыру кешені зымыран тасығышқа тік күйде орнатылуы керек батыс жүктерін ұшыруға мүмкіндік береді.

Бонус сонымен қатар инфрақұрылымның дамуы, аумақтың, ғылыми қаланың дамуына серпін және т.б.

UPD: инфографика шықты. Өкінішке орай, спутниктердің орналасуын қайта сызып үлгермедік. Тағы да өте қысқаша, біз мұнда не жазылғанын түсіндіруге тырыстық. Менің ойымша, бұл жақсы шықты.