Большая Советская Энциклопедия (КО)
Шрифт:
Г. И. Наан.
Рис. 2 к ст. Космологические парадоксы.
Рис. 1 к ст. Космологические парадоксы.
Космонавт
Космона'вт (от космос и греч. n'autes — мореплаватель), астронавт, человек, проводящий испытания и эксплуатацию космической техники в космическом полёте; профессия, появившаяся в результате проникновения в космос человека (1961). Первых кандидатов в космонавты отбирали из числа военных лётчиков (СССР), лётчиков-испытателей (США), т. к. необходимые качества (высокое лётное мастерство, способность мгновенно принимать решения, хорошая переносимость шумов, вибраций, ускорений и сочетание этих факторов, опыт проведения наблюдений и регистрации их результатов и т. д.) наиболее полно сочетаются в этих профессиях. Позднее, как в СССР, так и в США, в экипажи космических кораблей стали включать
Г. А. Назаров.
Космонавтика
Космона'втика (от космос и греч. nautikе' искусство мореплавания, кораблевождение), полеты в космическом пространстве; совокупность отраслей науки и техники, обеспечивающих освоение космоса и внеземных объектов для нужд человечества с использованием разного рода космических летательных аппаратов включает проблемы: теории космических полетов — расчеты траектории и др.; научно-технические — конструирование космических ракет, двигателей, бортовых систем управления, пусковых сооружении, автоматических станций и пилотируемых кораблей, научных приборов, наземных систем управления полетами, служб траекторных измерении, телеметрии, организация и снабжение орбитальных станции и прочие; медико-биологические — создание бортовых систем жизнеобеспечения , компенсация неблагоприятных явлении в человеческом организме, связанных с перегрузкой, невесомостью , радиацией и др.; юридическо-международно-правовое регулирование вопросов использования космического пространства и планет и т. п.
Историческая справка. В своих мечтах, воплощённых в сказках, легендах, фантастических романах, человечество уже давно стремилось в космос, об этом свидетельствуют и многочисленные (как правило, неосуществимые) изобретения прошлого. Рассказы о полёте в небо уже встречаются в ассиро-вавилонском эпосе, в древнекитайских и иранских легендах. В древнеиндийской поэме «Махабхарата» содержатся наставления для полёта на Луну. Широко известен греческий миф о полёте к Солнцу Икара на крыльях, скрепленных воском. Полёт к Луне на крыльях описал Лукиан Самосатский (2 в. н. э.).
Теоретическое обоснование возможности полётов в космическом пространстве впервые было дано русским учёным К. Э. Циолковским в конце 19 в. В своём труде «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903) и дальнейших работах Циолковский показал реальность технического осуществления космических полётов и дал принципиальное решение ряда основных проблем К. Помимо трудов Циолковского, вопросам К. были посвящены работы И. В.Мещерского (с 1897), Ю. В. Кондратюка (1919—29), Ф. А. Цандера (1924—32), Н. А. Рынина (1928—32) и др. русских учёных. За рубежом ранние труды по К. были опубликованы Р. Эно-Пельтри (Франция, 1913), Р. Годдардом (США, 1919), Г. Обертом (Германия, 1923). В 20-х гг. 20 в. были основаны первые общества К.: в СССР (1924), Австрии (1926), Германии (1927), Великобритании и США (1930). Целью этих обществ была пропаганда идей К. и содействие решению практических проблем в этой области. В СССР работы в области ракетной техники начаты в 1921; в это время была организована Газодинамическая лаборатория (ГДЛ). С 1928 под руководством Н. И. Тихомирова (основателя ГДЛ) проводились лётные испытания ракет на бездымном шашечном порохе. С 1929 в ГДЛ В. П. Глушко начал разработку ракет с электрическими (ЭРД) и жидкостными (ЖРД) ракетными двигателями. Первые испытания ЭРД проведены в 1929, ЖРД — в 1931. В 1932 в Москве была создана производственная Группа изучения реактивного движения (ГИРД), осуществившая под руководством С. П. Королева в 1933 первые пуски советских жидкостных ракет конструкции М. К. Тихонравова и Ф. А. Цандера. В конце 1933 на базе ГДЛ и ГИРД был основан Реактивный научно-исследовательский
В США экспериментальные работы с ЖРД были начаты Р. Годдардом в 1921, а пуски жидкостных ракет производились с 1926. В Германии стендовые испытания двигателей этого класса начаты Г. Обертом в 1929, а летные испытания жидкостных ракет — И. Винклером в 1931. Во время 2-й мировой войны 1939—1945 Германия использовала жидкостные ракеты с дальностью полёта 250—300 км (ракета V-2 конструкции В. фон Брауна ) Потенциальные возможности нового оружия побудили многие страны форсировать работы по ракетной технике после войны, в результате чего были созданы межконтинентальные и др. баллистические ракеты, снабженные ядерными боеголовками. Эти работы косвенным образом способствовали созданию необходимой технической базы К.
Космическая эра. Начало космической эры — 4 октября 1957, дата запуска в СССР первого искусственного спутника Земли (ИСЗ). Вторая важнейшая дата космической эры —12 апреля 1961 — день первого космического полета Ю. А. Гагарина , начало эпохи непосредственного проникновения человека в космос. Третье историческое событие К. — первая лунная экспедиция 16—24 июля1969, выполненная Н. Армстронгом , Э. Олдрином и М. Коллинзом (США).
Космические аппараты созданы и используются в ряде стран: в СССР с 1957, в США с 1958, во Франции с 1965, в Японии и КНР с 1970, в Великобритании с 1971. О масштабах работ, ведущихся по К., можно судить по количеству, например, советских искусственных спутников Земли, Солнца, Луны и Марса, число которых на 1 июля 1973 составляло 742 при массе 2233 т, или 4388 т вместе с конечной ступенью ракет-носителей; 2-я космическая скорость сообщена 41 объекту массой 110 т, а вместе с конечной ступенью ракеты 167 т. Аналогичный масштаб приобрели работы по К. в США. На 1 мая 1973 космические полёты совершили 25 советских космонавтов на 18 кораблях и орбитальной станции «Салют», 38 американских космонавтов на 27 орбитальных кораблях; число ИСЗ, выведенных на орбиты др. странами: 7 — Франция, 4 — Япония, 2 — КНР, 1 — Великобритания.
Основоположником практической К. является С. П. Королев. К 1957 под его руководством был создан ракетно-космический комплекс, позволивший запустить первый искусственный спутник Земли, а затем был осуществлен вывод на околоземные орбиты ряда автоматически управляемых космических аппаратов; к 1961 был отработан и запущен космический корабль «Восток», на котором совершил первый полёт Ю. А. Гагарин. Королев руководил разработкой автоматических межпланетных станций для исследования Луны (вплоть до «Луны-9», совершившей первую мягкую посадку на Луну), первых экземпляров космических аппаратов «Зонд» и «Венера», космического корабля «Восход» (первый многоместный корабль, из которого совершен первый выход человека в космическое пространство) и т. д. Не ограничивая свою деятельность созданием ракет-носителей и космических аппаратов, Королев осуществлял общее техническое руководство работами по обеспечению первых космических программ. Важный вклад в развитие советской ракетно-космическое техники сделан также конструкторскими бюро, возглавляемыми М. К. Янгелем, Г. Н. Бабакиным, А. М. Исаевым, С. А. Косбергом и др. Под руководством В. П. Глушко (основатель и руководитель ГДЛ — ОКБ) разработаны мощные ЖРД, установленные на всех советских ракетах-носителях, летавших в космос (1957—73).
Современная теория космических полётов основана на небесной механике и теории управления движением летательных аппаратов. В отличие от классической небесной механики, новое направление называется астродинамикой . К. потребовала разработки оптимальных траекторий космических летательных аппаратов (выбор времени старта и вида траектории, исходя из требования минимальных затрат топлива ракеты-носителя) с учётом эволюции этих траекторий под действием возмущающих сил (особенно гравитационных полей, эффекта аэродинамического торможения от взаимодействия космического аппарата с разреженными верхними слоями атмосферы для искусственных спутников планет и под действием солнечного давления для межпланетных перелётов). Требование оптимальности приводит иногда к достаточно сложным траекториям — с длительными перерывами в работе ракетных двигателей носителя (например, при старте к Луне, Марсу и Венере осуществляется вывод космического аппарата на траекторию ИСЗ и лишь затем к планете) и с использованием гравитационного поля небесных тел (например, при полёте к Луне с целью изгиба траектории, необходимого для возвращения к Земле без запуска ракетного двигателя).
Важный раздел астродинамики — теория коррекций траекторий полёта. Отклонение фактической траектории от расчётной связано с двумя факторами: искажением траектории возмущающими силами, которые невозможно учесть заранее (например, торможение ИСЗ атмосферой, плотность её изменяется нерегулярно), и неизбежными при технической реализации малыми ошибками в скорости и направлении полета космического аппарата в момент выключения двигателей носителя (эффект ошибок постепенно нарастает при межпланетных полётах). Коррекция заключается в кратковременном включении ракетного двигателя для исправления траектории. В теории коррекции рассматриваются вопросы оптимальности коррекционного маневра (наивыгоднейшее число, расположение точек коррекций на траектории и т. п.). Для выполнения коррекций и манёвров необходимо знание фактической траектории полёта космического аппарата. Если определение фактической орбиты производится на борту летящего аппарата, то оно является составной частью автономной навигации и состоит из измерения углов между звёздами и планетами, расстояний до планет, времени захода и восхода Солнца и звёзд относительно края планет и т. п. и обработки измеренных данных по методам небесной механики на бортовой вычислительной машине.