Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Loading...

Прыжок с орбиты

7 июня 2016
<
Увеличить фото...  

Метеорит попал в космический корабль, и у экипажа начался очень плохой день. Были повреждены двигатели, или теплозащитный щит, или еще какая-нибудь важная деталь, и корабль потерял возможность вернуться с орбиты самостоятельно. Что делать?

Такие вопросы приходили в голову инженерам в начале космической эры. Тем более, что в то время была очень сильно переоценена плотность метеоритов в пространстве, и замолчавший спутник по умолчанию считался уничтоженным метеоритным попаданием. Каким-то образом нужно было спасать людей. Но чтобы вернуться с орбиты, нужен отдельный двигатель, нужен запасной теплозащитный щит, чтобы выдержать нагрев от торможения в атмосфере, нужен отдельный парашют. Все это должно быть небольшим и легким, потому что в космических кораблях каждый грамм и кубический сантиметр на вес золота. А теплозащитный щит еще и должен был быть определенной формы. Поэтому проекты минималистичных спасательных средств были надувными.

MOOSE

В начале 60-х компания General Electric разрабатывала проект MOOSE. Аббревиатура изначально расшифровывалась как Man Out Of Space Easiest - Самый Легкий Способ Вернуть Человека Из Космоса, и, возможно, была пародией на MISS - Man In Space Soonest (Быстрейший Способ Отправить Человека В Космос), пилотируемую программу ВВС США 1958 года. Затем проекту придумали более "серьезное" название - Manned Orbital Operations Safety Equipment (Спасательное Оборудование Для Работы На Орбите). А еще "moose" - это по-английски "лось". В небольшой контейнер, размером с чемодан и массой 90 кг (по другим данным 130 кг), инженеры сумели поместить маленький двигатель для торможения с орбиты, баллоны с пеной, которая должна была стать заполнителем и амортизатором, складную форму с теплозащитой, парашют, радио и набор для выживания.

02.jpg

В случае серьезных проблем с кораблем, астронавт должен был выбраться наружу, затормозить с ракетным двигателем в руках, залезть в складной контейнер и задуть свободное пространство пеной. Пена придавала форму аэрооболочке с теплозащитой, аэрооболочка по принципу "ваньки-встаньки" поддерживала правильное положение в атмосфере, на высоте 9 км автоматически вводился парашют, а при касании поверхности пена служила еще и амортизатором удара.

03.jpg

Проект прошел частичные испытания - элемент теплозащиты летал на "Меркурии", добровольцы упаковывались в пену, манекены в полноразмерных макетах сбрасывались с небольшой высоты, чтобы проверить удар о землю. Успешный прыжок с парашютом Джозефа Киттингера с высоты в 31 километр, хоть и не был связан с программой, добавил уверенности в реализуемость проекта. MOOSE мог стать штатным средством спасения для минишаттлов X-20, которые, как предполагалось, могли встретиться не только с метеоритами, но и с необходимостью досматривать/похищать/уничтожать возможно заминированные советские спутники, или даже участвовать в космических перестрелках. Но программа X-20 была остановлена, и ни NASA, ни ВВС США дальнейшего интереса к MOOSE не проявили. Проект тихо положили на полку в конце 60-х, хотя наработки по нему, наверняка, использовались той же компанией для проекта "Спасательная шлюпка General Electric" (GE Life Raft ) 1966 года, где экипаж состоял из 3 человек, а аэрооболочка была жесткой.

04.jpg

 

Paracone

В 1963 году другая компания, Douglas, предложила свой вариант, весьма похожий технологически, но выгодно отличавшийся встроенностью в катапультируемое кресло и заменой парашюта на большой "бадминтонный волан".

05.jpg
После катапультирования, спереди тормозной двигатель

06.jpg
Развернутый "волан"

Большая площадь и маленькая масса надувного конуса теоретически позволяли вместо абляционных тепловых щитов использовать тугоплавкие материалы (сплав Rene-41, как и на X-20), а на небольшой высоте конус тормозился бы до примерно 40 км/ч. Удар о землю должна была принимать на себя сминающаяся нижняя часть конуса. Масса системы ожидалась сравнимой с MOOSE.

07.jpg

 

SAVER

Еще один интересный инженерный вариант предложила компания Rockwell. Здесь вместо конуса предлагалось надувать огромный воздушный шар, материал которого должен был выдержать торможение в атмосфере.

08.jpg

 

Спираль

На минишаттле "Спираль" советские конструкторы пошли другим путем - спасательная капсула была жесткой:

09.jpg

Капсула должна была тормозиться простым твердотопливным двигателем, тормозить в атмосфере с помощью уже освоенной на других аппаратах абляционной теплозащиты, спускаться на парашютах и гасить удар о поверхность сминаемым амортизатором.

 

Еще проекты

В англоязычном интернете можно найти информацию про советскую капсулу Уманского от 1965 года. По описанию она должна была быть жесткой и могла бы использоваться не только для спасения, но и для работ на орбите. Подобные проекты жестких маневрирующих капсул были и в США, вот например, эскиз MOSES 1975 года:

10.jpg

Неманеврирующую раскладную капсулу, фактически, мешок для человека, предлагали как спасательное средство для Спейс Шаттлов. Этот мешок должен был тянуть за собой астронавт в скафандре, перемещая по одному экипаж терпящего бедствие шаттла на другой шаттл-спасатель.

11.jpg

 

Волан возвращается

Простота концепции надувного конического тормозного устройства означает, что такие проекты будут появляться снова. Таким способом должны были тормозить в атмосфере Марса пенетраторы зонда "Марс-96". НПО им. Лавочкина проводило испытательные пуски подобных конусов и предложило беспарашютную систему спасения с высоты "Спасатель":

12.jpg

Частично технология надувного парашюта используется в "летающей тарелке" LDSD от NASA, и даже на Geektimes можно найти студенческий диплом с таким "воланом". Но беспилотная космонавтика, как сказал бы Александр Иванович Привалов, это уже совсем другая история.

 

Плюсы и минусы

То, что что эти проекты не пошли в серию, логично. Опасность метеоритов оказалась гораздо меньше, да и перестрелок в космосе, к счастью, не было. И хорошо, потому что как средство спасения подобные конструкции весьма так себе. Очень сложно вручную выставить правильную ориентацию на торможение такими примитивными средствами и тормозить, держа двигатель в руках ("Гравитация" и "Марсианин" в этом вопросе вас обманывают). Точность посадки получается "примерно вот в этот континент", промах будет на сотни километров. Баллистический спуск - это 9 "же", что очень некомфортно. В общем, проще и эффективнее принимать меры по повышению надежности космических кораблей.

 

А как бы это выглядело

Тот факт, что никто в реальности не прыгал из космоса, не мешает нам прыгнуть в виртуальности. В Orbiter есть аддон X-20, в котором есть MOOSE. Полетели!

Красавец X-20 с разгонным блоком TransStage в полете

13.jpg

Первая задача - совместить плоскость орбиты с мысом Канаверал, куда мы надеемся приземлиться.

14.jpg

Катапультируемся!

15.jpg

По мнению разработчика аддона двигатель был бы расположен в катапультируемом кресле, и на торможение нужно было бы развернуться ногами вперед. Тормозим так, чтобы максимально точно попасть в цель (у реального пилота таких точных датчиков и двигателей не было бы).

16.jpg

На месте пилота я бы испугался - форма аэрооболочки совсем неправильная.

17.jpg

Ну, правильно, 8 "же", как и предупреждали.

18.jpg

И только тут, на высоте пяти километров, я вспомнил, что на мысе Канаверал очень много крокодилов...

19.jpg

Итоговый промах получился всего 74 км от стартовых площадок. И никаких крокодилов - посадка совсем рядом с туристическим центром.

20.jpg

По тегу Orbiter другие космические приключения с настоящей физикой.

Оригинал взят у lozga

 Комментарии: 0 шт.   Нравится: 0 | Не нравится: 1 

Комментарии

Социальные комментарии Cackle Все комментарии

Также в разделе «Интересное»

Расписание

Расписание транспорта. Краматорск, Харьков

Расписание

Музыка

Loading...

Справочник ВУЗов Украины