Крейсер для орбиты: чем можно вооружить космические корабли

Характеристики

«Восток» представлял собой корабль-спутник, то есть, в отличие от современных космических кораблей, он не мог выполнять орбитальные маневры.

Длина корабля — 4,3 м, максимальный диаметр — 2,43 м, стартовая масса — 4 т 725 кг. Рассчитан на одного члена экипажа и продолжительность полета до 10 суток.

Состоял из двух отсеков — спускаемого аппарата сферической формы (объем — 5,2 куб. м) для размещения космонавта и конического приборно-агрегатного отсека (3 куб. м) с аппаратурой и оборудованием основных систем корабля, а также тормозной двигательной установкой.

Был оснащен системами автоматического и ручного управления, автоматической ориентации на Солнце и ручной — на Землю, жизнеобеспечения, терморегулирования. Снабжен радиотелеметрической аппаратурой для контроля состояния человека и систем корабля. В кабине корабля были установлены две телевизионные камеры для наблюдения за космонавтом. Двусторонняя радиотелефонная связь с Землей осуществлялась посредством аппаратуры, работающей в ультракоротковолновом и коротковолновом диапазонах. Некоторые основные системы были дублированы для надежности.

Герметичный спускаемый аппарат (СА) имел три иллюминатора: один технологический и два с отделяемыми при помощи пиротехнических устройств крышками для катапультирования кресла с космонавтом и выбрасывания парашюта СА.

В целях безопасности космонавт во время всего полета находился в скафандре. На случай разгерметизации кабины в скафандре был запас кислорода на четыре часа, он обеспечивал защиту космонавта при катапультировании кресла на высоте до 10 км. Скафандр СК-1 и кресло были созданы опытным заводом номер 918 (ныне Научно-производственное предприятие «Звезда» им. академика Г.И. Северина, пос. Томилино Московской обл.).

При выведении на орбиту корабль закрывался сбрасываемым головным обтекателем, имевшим люк для аварийного катапультирования космонавта. После полета спускаемый аппарат возвращался на Землю по баллистической траектории. На семикилометровой высоте осуществлялось катапультирование, затем космонавт в скафандре отделялся от кресла и самостоятельно спускался на парашюте. Кроме того, предусматривалась возможность приземления СА с космонавтом на борту (без катапультирования).

Движение ИСЗ.

Зарубежные искусственные спутники Земли. «Джемини».

ИСЗ выводятся на орбиты с помощью автоматических управляемых многоступенчатых ракет-носителей, которые от старта до некоторой расчётной точки в пространстве движутся благодаря тяге, развиваемой реактивными двигателями. Этот путь, называемый траекторией выведения ИСЗ на орбиту, или активным участком движения ракеты, составляет обычно от нескольких сотен до двух-трёх тыс. км. Ракета стартует, двигаясь вертикально вверх, и проходит сквозь наиболее плотные слои земной атмосферы на сравнительно малой скорости (что сокращает энергетические затраты на преодоление сопротивления атмосферы). При подъёме ракета постепенно разворачивается, и направление её движения становится близким к горизонтальному. На этом почти горизонтальном отрезке сила тяги ракеты расходуется не на преодоление тормозящего действия сил притяжения Земли и сопротивления атмосферы, а главным образом на увеличение скорости. После достижения ракетой в конце активного участка расчётной скорости (по величине и направлению) работа реактивных двигателей прекращается; это — так называемая точка выведения ИСЗ на орбиту. Запускаемый космический аппарат, который несёт последняя ступень ракеты, автоматически отделяется от неё и начинает своё движение по некоторой орбите относительно Земли, становясь искусственным небесным телом. Его движение подчинено пассивным силам (притяжение Земли, а также Луны, Солнца и др. планет, сопротивление земной атмосферы и т. д.) и активным (управляющим) силам, если на борту космического аппарата установлены специальные реактивные двигатели. Вид начальной орбиты ИСЗ относительно Земли зависит целиком от его положения и скорости в конце активного участка движения (в момент выхода ИСЗ на орбиту) и математически рассчитывается с помощью методов небесной механики. Если эта скорость равна или превышает (но не более чем в 1,4 раза) первую космическую скорость (около 8 км/сек у поверхности Земли), а её направление не отклоняется сильно от горизонтального, то космический аппарат выходит на орбиту спутника Земли. Точка выхода ИСЗ на орбиту в этом случае расположена вблизи перигея орбиты. Выход па орбиту возможен и в других точках орбиты, например вблизи апогея, но поскольку в этом случае орбита ИСЗ расположена ниже точки выведения, то сама точка выведения должна располагаться достаточно высоко, скорость же в конце активного участка при этом должна быть несколько меньше круговой.

В первом приближении орбита ИСЗ представляет собой эллипс с фокусом в центре Земли (в частном случае — окружность), сохраняющий неизменное положение в пространстве. Движение по такой орбите называется невозмущённым и соответствует предположениям, что Земля притягивает по закону Ньютона как шар со сферическим распределением плотности и что на спутник действует только сила притяжения Земли.

Такие факторы, как сопротивление земной атмосферы, сжатие Земли, давление солнечного излучения, притяжения Луны и Солнца, являются причиной отклонений от невозмущённого движения. Изучение этих отклонений позволяет получать новые данные о свойствах земной атмосферы, о гравитационном поле Земли. Из-за сопротивления атмосферы ИСЗ, движущиеся по орбитам с перигеем на высоте несколько сот км, постепенно снижаются и, попадая в сравнительно плотные слои атмосферы на высоте 120—130 км и ниже, разрушаются и сгорают; они имеют, таким образом, ограниченный срок существования. Так, например, первый советский ИСЗ находился в момент выхода на орбиту на высоте около 228 км над поверхностью Земли и имел почти горизонтальную скорость около 7,97 км/сек. Большая полуось его эллиптической орбиты (т. е. среднее расстояние от центра Земли) составляла около 6950 км, период обращения 96,17 мин, а наименее и наиболее удалённые точки орбиты (перигей и апогей) располагались на высотах около 228 и 947 км соответственно. Спутник существовал до 4 января 1958, когда он, вследствие возмущений его орбиты, вошёл в плотные слои атмосферы.

Орбита, на которую выводится ИСЗ сразу после участка разгона ракеты-носителя, бывает иногда лишь промежуточной. В этом случае на борту ИСЗ имеются реактивные двигатели, которые включаются в определённые моменты на короткое время по команде с Земли, сообщая ИСЗ дополнительную скорость. В результате ИСЗ переходит на другую орбиту. Автоматические межпланетные станции выводятся обычно сначала на орбиту спутника Земли, а затем переводятся непосредственно на траекторию полёта к Луне или планетам.

Не свой

Кто сказал, что люди не готовы к первому контакту со
злобными инопланетянами? Для этого даже был придуман специальный корабль:
огромное количество отсеков, лабиринт коридоров, тупой бортовой компьютер и
маленькая команда без оружия. Не хватает только коврика с надписью «Добро
пожаловать» в главном шлюзе и нагрудных табличек, где указывалась бы пищевая
ценность каждого члена экипажа.

Название: Ностромо

Генеральный
конструктор: Рон Кобб, Крис Фосс, Ридли Скотт.

Порт приписки: фильм «Чужой».

Похожие корабли: Асгард (Роберт Хайнлайн,
«Астронавт Джонс»), Хантер Грацнер (фильм «Черная
дыра»), Тахмасиб (братья Стругацкие, Мир Полдня).

Из корабельного
журнала: «Ностромо» в переводе с итальянского
означает «боцман». Вопреки распространенному заблуждению, сам корабль не очень
велик (порядка 300 метров в длину), однако он тащит за собой огромный
перерабатывающий завод с 20 миллионами тонн руды. Во время рейса команда из 7
человек находится в анабиозе и просыпается лишь по запросу бортового
искусственного интеллекта «Мама». Например, тогда, когда на
их пути появляется планета, на планете — древний корабль, в корабле
том — яйца Чужих, а в яйцах Чужих — смерть, но не Кащея,
а всего экипажа, кроме храброго офицера Эллен Рипли и кота по кличке Джонс.

Почему 5 место: Один из самых известных кораблей «первого контакта», причем не крейсер или
разведчик, а заурядный грузовой тягач. Ему не нужны пушки, ведь главные события
этой истории развиваются внутри — во всех смыслах этого слова.

Ракета-носитель «Восток»

Ракета-носитель использовалась для запусков первых автоматических лунных станций, пилотируемых кораблей-спутников («Восток»), различных искусственных спутников.

Старт проекту был дан постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 20 марта 1958 г., которым предусматривалось создание ракеты космического назначения на базе двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7 («семерка», индекс 8К71) с добавлением блока 3-й ступени.

Работы по ракете вел разработчик «семерки», ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С.П. Королева) под руководством главного конструктора Сергея Королева.

Эскизный проект третьей ступени МБР Р-7, получившей обозначение «блок Е», был выпущен в том же 1958 г. Ракете-носителю было дано обозначение 8К72К. Ракета-носитель имела три ступени. Ее длина составляла 38,2 м, диаметр — 10,3 м, стартовая масса — около 287 т.

Двигатели всех ступеней использовали в качестве топлива керосин и жидкий кислород. Систему управления блока Е разработал НИИ-885 (ныне Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. академика Н.А. Пилюгина, Москва) под руководством Николая Пилюгина.

Могла выводить в космос полезный груз массой до 4,5 т.

Запуски ракеты-носителя осуществлялись с космодрома Байконур. Первые испытательные запуски проводились в рамках лунной программы.

Впервые ракета стартовала 23 сентября 1958 г. с лунной станцией Е1, однако запуск закончился аварией на 87-й секунде полета (причина — возникновение возрастающих продольных колебаний). Следующие два старта были также аварийными. Успехом увенчался четвертый запуск 2 января 1959 г. с автоматической межпланетной станцией (АМС) «Луна-1». В том же году ракетой благополучно были выведены в космос АМС «Луна-2» и «Луна-3».

15 мая 1960 г. с помощью ракеты был запущен прототип пилотируемого корабля «Восток» — экспериментальное изделие 1К (открытое наименование — «Спутник»). Следующие запуски в 1960 г. проводились с кораблями 1К, на борту которых в специальных контейнерах находились собаки. 19 августа был запущен корабль-спутник с собаками Белкой и Стрелкой.

9 и 25 марта 1961 г. состоялось два успешных запуска с кораблями, предназначенными для пилотируемых полетов (3КА), также с собаками на борту. Животные Чернушка и Звездочка полностью проделали путь, который предстоял первому космонавту: взлет, один виток вокруг Земли и посадка.

12 апреля 1961 г. ракета-носитель вывела в космос корабль-спутник «Восток» с Юрием Гагариным.

Первая публичная демонстрация макета ракеты состоялась в 1967 г. на авиасалоне в Ле-Бурже во Франции. Тогда же впервые ракета была названа «Востоком», до этого в советской прессе ее именовали просто «сверхмощной ракетой- носителем» и т. п.

Всего было проведено 26 запусков ракеты «Восток» — 17 успешных, 8 аварийных и один нештатный (при запуске 22 декабря 1960 г. из-за сбоя в работе ракеты корабль-спутник с собаками совершил полет по суборбитальной траектории, животные выжили). Последний состоялся 10 июля 1964 г. с двумя научными спутниками «Электрон».

На базе ракеты «Восток» в дальнейшем были созданы другие модификации «Восток-2», «Восток-2А», «Восток-2М», которые выпускались на куйбышевском заводе «Прогресс» (ныне Ракетно-космический центр «Прогресс», Самара).

Запуски проводились как с Байконура, так и с космодрома Плесецк. С помощью ракет выводились в космос спутники серии «Космос», «Зенит», «Метеор» и др. Эксплуатация этих космических носителей завершилась в августе 1991 г. запуском ракеты «Восток-2М» с индийским спутником дистанционного зондирования Земли IRS-1B («Ай-ар-эс-1-би»).

USS Санта-Барбара

Давным-давно, в далекой-далекой галактике летал краснознаменный броневичок,
построенный на орбитальных верфях имени Циолковского. Капитаном был лысый
интеллигент с двойной фамилией, а под его началом находился экипаж,
составленный по заветам третьего Интернационала: малахольный андроид с харизмой ожившего
покойника, слепой негр в кресле пилота и инопланетный
специалист по улаживанию конфликтов, сильно смахивающий на какодемона из игры Doom.
Прогрессивное человечество послало их «туда, куда еще никто не ходил», а
предприимчивые американцы из нашей реальности сняли об этом фильм, как всегда
переврав оригинальный сюжет.

Название: USS Enterprise

Генеральный
конструктор: Уолтер Мэттью Джеффери.

Порт приписки: цикл «Звездный путь».

Похожие корабли: NTE-3120
«Защитник» («В поисках галактики», 1999), «Конкордия»
(компьютерная игра Wing Commander),
«Космический Бигль» (Альфред Ван Вогт,
«Путешествие Космического Бигля»).

Из корабельного
журнала: Что такое «Энтерпрайз»? Представьте себе круглый павильон, в
котором заперты американские дипломаты и разношерстный обслуживающий персонал.
Туда периодически подпускают всякую дрянь —
маньяков, предателей, таинственных посланцев и цирковых уродов, изображающих
инопланетян. Стоит только обитателям павильона дотронуться до пульта
управления, как тут же включаются спецэффекты — помещение горит,
взрывается, а потом к нему подъезжает огромный кубический контейнер с арабскими
дипломатами и начинается аль-ибн ассимиляция.

Почему 2 место: 8
сентября этого года «Звездному пути» исполняется 40 лет. Самый известный
корабль из самого долгоиграющего космического сериала и один из наиболее
успешных проектов за всю историю телевидения.

Малые боевые космические суда

Флуггер

Флуггер (от немецкого flugzeug — самолет или летательный аппарат) — небольшие суда, использующиеся в качестве поддержки основного флота. Флуггеры использовались для поддержки флота у различных цивилизаций за долго до выхода Человечества в космос, но именно люди привнесли в их использование значительные новшества, такие как массированное использование «москитных сил», возможность использования флуггеров в качестве главного компонента военных сил и специализацию самих флуггеров.

Флуггеры делятся на три основных классов:

• Боевые: истребители, перехватчики, штурмовики, бомбардировщики.
• Обеспечивающие: разведчики, радарного дозора, постановщики помех, спасатели.
• Транспортно-десантные: десантно-штурмовые и транспортные.

Длина: 20-50 метровМасса: 30-400 тоннЭкипаж: 1-8 человекДесант: отсутствует или от 12 до 360 человек

Корвет

Корвет — класс малых военных кораблей предназначенных для выполнения боевых и разведывательных операций. Основное назначение корветов является сторожевая служба, пресечении пиратской и контрабандной деятельности, а также охрана дальних подступов военных объектов.

Длина: 75 метровМасса: 5 тысяч тоннЭкипаж: 12-15 человекДесант: 12 человек

Вспомогательные суда

Вспомогательные суда — вспомогательные корабли предназначенные для обслуживания мест базирования и обеспечения повседневной деятельности боевых кораблей. Суда обеспечения не предназначены для непосредственного участия в боевых действиях и поэтому имеют только лёгкое оборонительное вооружение.

Длина: 100-700 метровМасса: 5-250 тысяч тоннЭкипаж: 6-800 человекДесант: отсутствует или от 12 до 240 человек

Космические корабли в фантастике

Освоение космического пространства является одним из главных сюжетов научной фантастики. В частности, научная фантастика описывает возможные типы и классы космических кораблей и фактически выдвигает гипотезы о характере их эксплуатации. Космические корабли для перемещения внутри звёздной системы, в частности между планетами, называются у некоторых авторов планетолётами. Как правило, они используют реактивную тягу, подобно современным космическим аппаратам. Однако, в отличие от них, научно-фантастические планетолёты (как и перспективные) создают реактивную тягу, используя технологически более прогрессивные двигатели (в частности: импульсные, ионные, ядерные, термоядерные). Иногда такие корабли называются просто ракетами.

Для перемещений на межзвёздные и межгалактические расстояния служат звездолёты. Современная технология не позволяет создавать аппараты для межзвёздных перемещений, обладающие приемлемой скоростью. В научной фантастике фигурируют как досветовые (движущиеся на досветовых скоростях), так и сверхсветовые корабли (движущиеся со сверхсветовой скоростью). Досветовые звездолёты могут использовать в качестве маршевых двигателей фотонную установку. В сверхсветовых звездолётах наиболее часто используются гипер- (для перемещения в подпространстве) или варп-двигатели (искривляющие пространство, окружающее корабль). Наиболее яркий пример звездолётов с гипердвигателями — звездолёты в фильме «Звёздные врата» и сериале «Звёздные врата SG-1» (например, земные корабли класа «BC-304» «Дедал». Пример звездолётов на варп-двигателях — звездолёты в сериалах и фильмах Звездный Путь (например, все Энтерпрайзы и классы кораблей, к которым они принадлежат). Один из первых космических кораблей («Серебряная королева») упоминает Айзек Азимов в рассказе В плену у Весты ()

Из чего состоит название корабля

Вообще, если вы полистаете взаправдашние корабельные справочники, то заметите любопытную деталь: название корабля обычно состоит из двух частей: собственно, наименования судна и префикса.

Префикс обычно представляет собой сокращенное написание типа корабля, страны принадлежности или особенности культуры народа, которому принадлежит судно. За примерами ходить далеко не надо:

• ОИС «Янтарь» – Океанографическое исследовательское судно «Янтарь» – префикс указывает на тип судна
• HMS «Белфаст» – Her Majesty’s Ship, т.е. “Корабль Её Величества «Белфаст»” – префикс указывает на принадлежность к военному флоту Великобритании.

Префикс обычно не используется в быту и служит своего рода справочной информацией, для простоты можно выбрать для своего игрового мира какую-то общую классификацию, чтоб не создавать путаницы.

Непосредственно наименование судна больше зависит от традиций того или иного флота и по-хорошему, должно быть «говорящим», то есть, чтобы просто услышав название, в голове уже сложился определенный образ – как самого корабля, так и его владельцев.

Вряд ли «Утренняя звезда» будет тяжелым крейсером, «Драконье пламя» окажется прогулочным теплоходом, а «Пасть Урука» – эльфийским фрегатом.

Также, кроме наименования и префикса, у корабля есть и идентификационный номер, под которым судно числилось при постройке. Если префикс и наименование могут меняться со временем, то номер останется неизменным на протяжении все жизни корабля.

Обычно номер выглядит как обозначение по типу CVN-12, где буквы будут означать тип, а цифры – номер в серии. Для наглядности вместо набора букв можно писать осмысленное название серии, например, как в примере №2 ниже. Такой подход облегчает идентификацию судна и упрощает ведение записей.

• Т.К.К. «Неувядающая слава» (KТ-14-3)
• Д.К.Р. «Бесстрашный» (Кречет-11)
• Т.Г.Т. «Тиранское содружество» (CMX-55)

На этом с теорией покончено и мы переходим к практике именования кораблей!

Бортовые системы

Космический аппарат состоит из нескольких составных частей, прежде всего — это целевая аппаратура, которая обеспечивает выполнение стоящей перед космическим аппаратом задачи. Помимо целевой аппаратуры обычно присутствует целый ряд служебных систем, которые обеспечивают длительное функционирование аппарата в условиях космического пространства, это: системы энергообеспечения, терморегуляции, радиационной защиты, управления движением, ориентации, аварийного спасения, посадки, управления, отделения от носителя, разделения и стыковки, бортового радиокомплекса, жизнеобеспечения. В зависимости от выполняемой космическим аппаратом функции отдельные из перечисленных служебных систем могут отсутствовать, например, спутники связи не имеют систем аварийного спасения, жизнеобеспечения.

Система электроснабжения

Основная статья: Система энергоснабжения космического аппарата

Подавляющее большинство систем космического аппарата требуют электропитания, в качестве источника электроэнергии обычно используется связка из солнечных батарей и химических аккумуляторов. Реже используются иные источники, такие как топливные элементы, радиоизотопные батареи, ядерные реакторы, одноразовые гальванические элементы.

Система обеспечения температурного режима

Основная статья: Система терморегуляции космического аппарата

Космический аппарат непрерывно получает тепло от внутренних источников (приборы, агрегаты и т. д.) и от внешних: прямого солнечного излучения, отражённого от планеты излучения, собственного излучения планеты, трения об остатки атмосферы планеты на высоте аппарата. Также аппарат теряет тепло в виде излучения. Многие узлы космических аппаратов требовательны к температурному режиму, не терпят перегрева или переохлаждения. Поддержанием баланса между получаемой тепловой энергией и её отдачей, перераспределением тепловой энергией между конструкциями аппарата и таким образом обеспечением заданной температуры занимается система обеспечения теплового режима.

Система управления

Основная статья: Система управления космического аппарата

Осуществляет управление двигательной установкой аппарата с целью обеспечения ориентации аппарата, выполнения манёвров. Обычно имеет связи с целевой аппаратурой, другими служебными подсистемами с целью контроля и управления их состоянием. Как правило, способна обмениваться посредством бортового радиокомплекса с наземными службами управления.

Система связи

Основная статья: Система передачи информации космического аппарата

Для обеспечения контроля состояния космического аппарата, управления, передачи информации с целевой аппаратуры требуется канал связи с наземным комплексом управления. В основном для этого используется радиосвязь. При большом удалении КА от Земли требуются остронаправленные антенны и системы их наведения.

Система жизнеобеспечения

Основная статья: Система жизнеобеспечения

Необходима для пилотируемых КА, а также для аппаратов, на борту которых осуществляются биологические эксперименты. Включает запасы необходимых веществ, а также системы регенерации и утилизации.

Система ориентации

Основная статья: Система ориентации космического аппарата

Включает устройства определения текущей ориентации КА (солнечный датчик, звёздные датчики и т. п.) и исполнительные органы (двигатели ориентации и силовые гироскопы).

Двигательная установка

Основная статья: Двигательная установка космического аппарата

Позволяет менять скорость и направление движения КА. Обычно используется химический ракетный двигатель, но это могут быть и электрические, ядерные и другие двигатели; может применяться также солнечный парус.

Система аварийного спасения

Основная статья: Система аварийного спасения космического аппарата

Характерна для пилотируемых космических аппаратов, а также для аппаратов с ядерными реакторами (УС-А) и ядерными боезарядами (Р-36орб).