u svemirski brod To su vozila posebno dizajnirana da rade izvan Zemljine atmosfere u ogromnom svemiru. Ovi uređaji su bili fundamentalni za napredak nauke o svemiru i istraživanje kosmosa, omogućavajući ljudima i robotskim sistemima da posjećuju, istražuju i ponekad koloniziraju druga nebeska tijela.
Istorija ideje svemirskih brodova
Ideja o svemirskim putovanjima kultivisana je još od drevnih civilizacija, iako s pristupom koji je više povezan sa fantazijom nego sa pravom naukom. Klasični autori kao npr Plutarh i kasnije Kepler, već su razmišljali o putovanju na Mjesec. Međutim, skok od fantazije do naučne fantastike dogodio se s romanom autora Jules Verne Od Zemlje do Mjeseca, objavljen 1865. U njemu je predloženo putovanje na Mjesec korištenjem gigantskog topa koji bi lansirao brod s ljudskom posadom. Ovaj koncept, iako zasnovan na izmišljenim elementima, bio je jedan od prvih koji se bavio nekim od stvarnih problema svemira, kao što su nedostatak kiseonika i fizika ubrzanja.
Godinama kasnije, autori kao npr HG Wells Nastavili su istraživati ideju svemirskog putovanja u radovima kao što su Rat svjetova (1898). Međutim, početkom XNUMX. vijeka naučni napredak je počeo da približava fikciju stvarnosti. Pionirski ruski fizičar Konstantin Tsiolkovsky svojim radom napravio prvi veliki korak ka svemirskim brodovima Istraživanje kosmičkog prostora pomoću mlaznih motora, objavljeno 1903.
Razvoj svemirskih letelica
Moderne svemirske letjelice, kako s posadom tako i bez posade, omogućene su razvojem mlazni motor. Tokom 20. veka dizajnirani su različiti prototipovi i test misije koje su omogućile da se upotreba raketa i motora usavrši do sadašnjeg nivoa.
Šta se smatra svemirskim brodom?
Svemirske letjelice se mogu podijeliti u dvije velike grupe: s posadom i bez posade ili robotske. Potonji uključuju satelite i svemirske sonde, koji su bili fundamentalni za istraživanje dubokog svemira i za dobijanje slika svemira. Što se tiče svemirskih letjelica s ljudskom posadom, svemirski moduli i stanice, poput čuvene Međunarodne svemirske stanice, primjeri su koji pokazuju brz napredak ljudskih tehnologija za život u svemiru.
Danas se sve svemirske letjelice uglavnom sastoje iz dva dijela:
- raketa: Njegov glavni cilj je da napusti Zemljinu atmosferu, transportujući brod do željene orbite. Sastoje se od motora i specijalizovanih rezervoara za gorivo za obavljanje ove funkcije.
- Sam brod: Ona je zadužena za samu svemirsku misiju. To može biti brod namijenjen za prijevoz ljudi ili robota ili može biti u obliku svemirskih stanica ili satelita.
Za međuplanetarne uređaje, kao što su sonde, dizajn često razmatra alternativne pogonske sisteme koji prevazilaze tradicionalne hemijske rakete. Značajan primjer alternativnog pogona je upotreba jonski motori, čija je potrošnja energije izuzetno niska u odnosu na konvencionalne hemijske motore.
svemirski brod s ljudskom posadom
Izraz "svemirska letjelica" odnosi se na one brodove koji su dizajnirani da nose ljude u svemir. Ovi uređaji su neophodni za važne naučne i diplomatske misije, kao što je dolazak čoveka na Mesec u okviru Program Apollo. Spejs šatlovi su poznati tip letelica s ljudskom posadom, a zbog svoje sposobnosti da ponovo uđu u atmosferu i slete, označili su jasan napredak u istraživanju svemira sa ljudima na brodu.
- Merkur i Blizanci: Prvi protagonisti svemirske trke koji su postavili temelje za naredne misije.
- Apollo: Program koji je konačno odveo ljude na Mjesec. Konkretno, the Apolon 11 To je najpoznatija misija kao rezultat slijetanja na Mjesec 1969. godine.
- Međunarodna svemirska stanica (ISS): Zajedničko dostignuće raznih svemirskih agencija, dugo je služio kao dom za astronaute, omogućavajući i istraživanje i međunarodnu saradnju.
Bespilotna svemirska letjelica
Bespilotne svemirske letjelice uključuju širok spektar vozila koja ispunjavaju misije od niske Zemljine orbite do dubokog svemira. The sateliti Oni su možda i najčešći primjer svemirskih letjelica bez posade, jer ispunjavaju funkcije komunikacije, posmatranja Zemlje i meteorološkog proučavanja. Značajan primjer su sateliti Sputnik 1 y Sputnik 2, koji je uveo moderno svemirsko doba 1950-ih.
Sa druge strane, svemirske sonde Oni su omogućili čovječanstvu da istražuje planete i mjesece do kojih nismo mogli doći direktno s astronautima, kao što su Mars, Saturn i njihovi mjeseci. Misija Cassini-Huygens, namenjen Saturnu i njegovom mesecu Titanu, bio je jedan od najuspešnijih u istoriji robotske nauke.
Drugi primjeri svemirskih letjelica bez posade su:
- Kepler: Satelit dizajniran posebno za traženje ekstrasolarnih planeta.
- Pionir: Brod dizajniran da prvi napusti Sunčev sistem.
- Putovati: Misija koja je istražila daleke krajeve Sunčevog sistema i nastavlja da šalje podatke iz međuzvjezdanog prostora.
Vrste pogona u svemirskim letjelicama
Postoji nekoliko tipova pogona koji se koriste u svemirskim letjelicama, ovisno o misiji i dostupnoj tehnologiji. Većina trenutnih svemirskih letjelica se još uvijek oslanja na hemijski pogon, ali se razvijaju i druge metode koje obećavaju da će revolucionirati svemirska putovanja:
- Hemijski pogon: Ova tehnika, razvijena prvenstveno tokom 20. veka, i dalje je najrasprostranjenija, posebno za početna lansiranja sa Zemlje.
- jonski pogon: Jonski motori su se pokazali efikasnim za dugoročne misije u duboki svemir. Uprkos tome što stvaraju manji početni potisak, izuzetno su efikasni.
- solarne svijeće: Oni koriste sunčevo zračenje kao izvor energije za ubrzanje. Ova jedra hvataju svjetlosne čestice sa Sunca i pretvaraju ih u pogon, što ih čini opcijom za duga putovanja kada nije potrebna velika početna brzina.
Materijali od kojih se izrađuju svemirski brodovi
Svemirske letjelice moraju izdržati ekstremne uvjete u svemiru, te stoga moraju biti izgrađene od otpornih i laganih materijala. Tokom godina, uglavnom su se koristile legure aluminijuma. titanijum y aluminijum, koji pružaju potrebnu snagu bez dodavanja prevelike težine. U posljednje vrijeme, mnoge komponente svemirskih letjelica se zamjenjuju ugljična vlakna, koji je čak lakši i jači od tradicionalnih metala.
Dodatno, toplotni štitovi, neophodni za zaštitu svemirskih letelica od intenzivne toplote tokom ponovnog ulaska u atmosferu, napravljeni su od kombinacije keramičkih i metalnih materijala koji mogu da izdrže ekstremne temperature. Ikoničan primjer je prednji termalni štit koji se koristi na sondi Huygens iz ESA-e, što je omogućilo njegovo uspješno slijetanje na Titan.
Dizajn strukture svemirskog broda također mora uzeti u obzir otpornost na kosmičko zračenje i udare mikrometeorita, tako da se često koriste višestruki zaštitni slojevi i tehnologije apsorpcije udara.
Svemirska komunikaciona mreža
Osnovni dio svemirskih misija je komunikacija između broda i Zemlje. Za ovo, Mreža dubokog svemira (Deep Space Network ili DSN), mreža velikih antena raspoređenih na strateškim lokacijama kao što su Canberra (Australija), Madrid (Španija) i Goldstone (Kalifornija). Ovakav raspored omogućava stalnu vezu sa svemirskim brodovima, bez obzira na Zemljinu rotaciju. DSN ne samo da prima podatke i slike s brodova, već im i prenosi upute.
Budućnost svemirskih letelica
S napretkom u nanotehnologiji, naprednim pogonima i ultralakim materijalima, budućnost svemirskih letjelica obećava da će biti još uzbudljivija. Međuplanetarna istraživanja, putovanja na Mars s ljudskom posadom i misije na udaljene mjesece među glavnim su ciljevima svemirskih agencija. Tehnologija antimaterija y el motor zakrivljenosti, iako još uvijek teoretski, mogao bi nam omogućiti u ne tako dalekoj budućnosti da postignemo brzine bliske svjetlosti, otvarajući vrata pravom međuzvjezdanom putovanju.
Svemirski brodovi, kako u stvarnom životu tako iu naučnoj fantastici, bili su i ostat će simboli ljudske sposobnosti da savlada barijere i istražuje nepoznato.