100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему космонавты не падают на Землю с орбиты? Описание, фото и видео

Почему в космосе испытывают состояние невесомости?

Как Вы думаете почему космонавты в космосе испытывают состояние невесомости? Есть большая вероятность что ответите не правильно.

На вопрос, почему предметы и космонавты в условиях космического корабля предстают в состоянии невесомости, многие люди дают такой ответ:

1. В космосе отсутствует сила тяжести, поэтому они ничего не весят.
2. Космос — это вакуум, а в вакууме нет силы тяжести.
3. Космонавты находятся слишком далеко от поверхности Земли, чтобы на них могла действовать сила её притяжения.

Все эти ответы неверны!

Главное, что нужно понимать это то, что в космосе ЕСТЬ сила тяжести. Это довольно распространенное ошибочное представление. Что удерживает Луну на её орбите вокруг Земли? Сила тяжести. Что удерживает Землю на орбите вокруг Солнца? Сила тяжести. Что не позволяет галактикам разлетаться в разные стороны? Сила тяжести.

Сила тяжести существует в космосе везде!

Если бы вы построили на Земле вышку высотой 370 км (230 миль), приблизительно как высота орбиты космической станции, то сила тяжести, действующая на вас наверху вышки, была бы почти такой же, как и на поверхности земли. Если бы вы решились сделать шаг с вышки, вы бы устремились к Земле точно так же, как это собирается сделать чуть позже в этом году Феликс Баумгартнер (Felix Baumgartner), когда предпримет попытку совершить прыжок с края космоса. (Конечно, при этом мы не учитываем низкие температуры, которые мгновенно начнут вас замораживать, или как отсутствие воздуха или аэродинамического сопротивления будет убивать вас, а падение сквозь слои атмосферного воздуха заставит все части вашего тела испытать на собственном опыте, что такое «содрать три шкуры». И к тому же, внезапная остановка также причинит вам массу неудобств).

Да, так почему же космическая орбитальная станция или спутники, находящиеся на орбите, не падают на Землю, и почему космонавты и окружающие их предметы внутри международной космической станции (МКС) или любого другого космического корабля кажутся плавающими?

Оказывается, все дело в скорости!

Космонавты, сама международная космическая станция (МКС) и другие объекты, находящиеся на земной орбите, не плавают, — на самом деле, они падают. Но они не падают на Землю из-за своей огромной орбитальной скорости. Вместо этого они «падают вокруг» Земли. Объекты на земной орбите должны двигаться со скоростью, по меньшей мере, 28,160 км/ч (17,500 миль в час). Поэтому, как только они ускоряются относительно Земли, сила притяжения Земли сразу же изгибает и уводит траекторию их движения вниз, и они никогда не преодолеют этот минимум сближения с Землей. Поскольку космонавты имеют такое же ускорение, как и космическая станция, они испытывают состояние невесомости.

Случается, что мы тоже можем испытать это состояние — кратковременно — на Земле, в момент падения. Приходилось ли вам бывать на аттракционе «американские горки», когда сразу после прохождения наивысшей точки («вершины горки»), когда тележка уже начинает катиться вниз, ваше тело поднимает c сидения? Если бы вы находились в лифте на высоте стоэтажного небоскреба, и произошел обрыв троса, то пока лифт падал, вы бы парили в невесомости в кабине лифта. Конечно, в этом случае финал оказался бы намного драматичнее.

Читайте так же:
Что есть в жару, чтобы справиться с перегревом — разбираем по пунктам

И потом, вы, вероятно, слышали об аэроплане, обеспечивающем состояние невесомости («Vomit Comet») — аэроплан KC 135, который НАСА использует для создания кратковременных состояний невесомости, для тренировок космонавтов и проверки экспериментов или оборудования в условиях невесомости (zero-G), а также для осуществления коммерческих полетов в невесомости, когда самолет летит по параболической траектории, как в аттракционе «американские горки» (но с большими скоростями и на больших высотах), проходит через вершину параболы и устремляется вниз, то в момент падения самолета создаются условия невесомости. К счастью, самолет выходит из пикирования и выравнивается.

Однако, давайте вернемся к нашей вышке. Если бы вместо обыкновенного шага с вышки вы совершили прыжок с разбега, ваша энергия, направленная вперед, отнесла бы вас далеко от вышки, вместе с тем, сила тяжести снесла бы вас вниз. Вместо того, чтобы приземлиться у основания вышки, вы бы приземлились на расстоянии от неё. Если бы при разбеге вы увеличили скорость, вы смогли бы прыгнуть дальше от вышки, прежде чем достигли бы земли. Ну, а если бы вы могли бегать так же быстро, как движется по орбите вокруг Земли космический корабль многоразового использования и МКС, со скоростью 28,160 км/ч (17,500 миль в час), то дуговая траектория вашего прыжка сделала бы круг вокруг Земли. Вы бы находились на орбите и испытывали состояние невесомости. Но вы бы падали, не достигая поверхности Земли. Правда, скафандр и запасы воздуха, пригодного для дыхания, вам все же понадобились бы. А если бы вы могли бегать со скоростью примерно 40,555 км/ч (25,200 миль в час), вы бы выпрыгнули сразу за пределы Земли и начали вращаться вокруг Солнца.

Международная орбитальная космическая станция, космический корабль многоразового использования («Шаттл»), а также спутники специально спроектированы так, чтобы оставаться на орбите, не падая на землю и не срываясь в космос. Они совершают полный виток вокруг Земли примерно каждые 90 минут.

Поэтому, когда вы на орбите, вы находитесь в состоянии свободного падения и испытываете невесомость.

Как проходят 3 часа, когда космонавты спускаются с орбиты на Землю: видео

На высоте в 400 километров над Землей по орбите планеты вращается МКС. Командировка космонавта на станции занимает несколько месяцев, затем им нужно меняться. Возвращение на Землю: один из наиболее волнующих и отвественных моментов для космонавта: дорога домой занимает проходит заметно быстрее и требует всего три часа.

К станции космонавты прибывают на космических кораблях. До недавнего времени весь мир пользовался только российскими «Союзами», однако этой зимой Илон Маск впервые отправил к МКС частный космический корабль с экипажем из американских космонавтов.

Читайте так же:
Зачем грибу шляпка?

Скорее всего, ракетой Маска будут активнее пользоваться западные страны, а наши космонавты продолжат эксплуатировать проверенный «Союз». Возвращаться с орбиты они также будут на этом корабле.

Перед возвращением космонавтам придется провести около недели за постоянными тренировками. Организм должен заново адаптироваться к гравитации и другим условиям.

После подготовки корабля космонавты перебираются в него и отыстыковываются от МКС. Экипаж в скафандрах заходит в капсулу — здесь они останутся до приземления.

После отстыковки «Союз» начнет падать на Землю. Корабль включит тормозной двигатель и войдет в верхние слои атмосферы, они также помогут снизить скорость. А на высоте в 140 километров, это примерно полчаса до посадки, корабль разделится на три части. Бытовая и приборно-агрегатная части на Землю не вернутся, они сгорят в атмосфере и дальше полетит только капсула с астронавтами.

Она дополнительно защищена специальным экраном, покрытие не даст капсуле загорется. На высоте в 10 километров скорость падения капсулы составляет 800 км/ч, что совсем немного по сравнению с изначальной скоростью в 28 000 км/ч. На высоте в 8 километров капсула выпускает парашют и снижает скорость до 22 км/ч.

5 километров над Землей. От капсулы с космонавтами отстреливается защитный экран, баки кислорода и топлива. В считанных метрах над Землей срабатывают сразу 6 двигателей мягкой посадки: космонавты вернулись домой.

Несмотря на развитие технологий, процесс спуска вниз практически не меняется. Возможно, в будущем в распоряжении космонавтов появятся компактные орбитальные капсулы с двигателями, не требующие парашютов, но пока все происходит почти аналогично тому, как было 50 лет назад.

Как русские космонавты возвращаются на Землю

Космонавту Роскосмоса Александру Скворцову помогают выйти из космического корабля "Союз МС-13" после приземления аппарата недалеко от города Жезказган в Казахстане. 6 февраля 2020 года

Штатный полигон для посадки кораблей «Союз» находится в Казахстане. За месяц до посадки группа специалистов готовит все необходимое для успешной посадки корабля — они выбирают наиболее подходящую зону посадки на земле и обследуют ее, чтобы убедиться в том, что поверхность ровная и не имеет каких-либо препятствий. После этого специалисты рассчитывают оптимальную траекторию возвращения с орбиты и отправляют данные экипажу, который находится на МКС.

За 5-7 дней до дня посадки экипаж проводит финальную тренировку вместе с инструктором, который находится на Земле. Тренировка длится 3-4 часа, космонавты вместе с инструкторами освежают в памяти все, что учили во время подготовки, и прорабатывают разные планы посадки, в том числе при возникновении внештатных ситуаций.

После этого экипаж проводит тестирование корабля и начинает укладывать грузы, которые нужно вернуть на Землю.

В день возвращения экипаж корабля прощается с коллегами и закрывает люк, отделяющий бытовой отсек корабля от станции. Люк тщательно проверяют, чтобы не случилось разгерметизации. Члены экипажа надевают скафандры и спускаются в специальный бортовой отсек, где и будут находиться до возвращения на Землю.

Читайте так же:
Почему на хлебе делают надрезы?

Расстыковка с МКС и вхождение в атмосферу

При полной готовности корабля руководитель полетов с Земли дает разрешение на расстыковку. Командир экипажа дает команду на открытие крюков «Союза» — они соединяют корабль с МКС. Раскрытие занимает 3-4 минуты.

После расстыковки Центр управления полетов закладывает в бортовой компьютер данные, необходимые для автономного запуска. Экипаж ведет связь с землей и проверяет эти данные. Когда экипаж отходит от станции на достаточное расстояние, он включает тормозные двигатели.

На сайте Роскосмоса уточняется, что именно от этого момента зависит, вернутся ли космонавты на Землю или нет. Благодаря этому изменяется траектория корабля, снижается скорость, и он входит в атмосферу. Атмосфера же, в свою очередь, играет роль «естественного тормоза» и уменьшает скорость корабля вплоть до раскрытия парашютов, что обеспечивает мягкую посадку. От включения двигателей до вхождения в атмосферу космонавты контролируют процесс и при необходимости вносят коррективы.

Примерно за 30 минут до посадки, еще до вхождения в атмосферные слои Земли, корабль разделяется на три части: бытовой отсек, спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек. Спускаемый аппарат безопасно возвращается на Землю, оставшиеся сгорают в атмосфере.

Для некоторых космонавтов вхождение в атмосферу является одним из самых сложных этапов.

Александр Самокутяев

«Ощущение, как будто начался Новый год — хлопки и выстрелы. Это происходит отстрел бытового и приборно-агрегатного отсеков. Быстро нарастает перегрузка, становится трудно дышать и говорить. От трения в спускаемом аппарате повышается температура», — вспоминает космонавт Александр Самокутяев, совершивший 2 космических полета в 2011 и 2014 годах.

Приземление на парашютах

После вхождение в атмосферу над аппаратом автоматически раскрываются два парашюта — сначала затяжной, потом основной. Они снижают скорость корабля до 20 км/ч также для мягкой посадки. На высоте около 5,5 км над землей корабль отстреливает свой теплозащитный экран, который до этого позволял ему не сгореть в слоях атмосферы. Также из баков капсулы сбрасывается топливо и кислород, чтобы снизить риск взрыва при ударе о землю.

В это время вертолеты отслеживают полет капсулы вплоть до ее посадки. На высоте 70 см до земли у «Союза» срабатывают двигатели мягкой посадки, уменьшающие скорость до 5-6 км в час.

Начиная с высоты 450 метров над землей космонавтам нельзя разговаривать, чтобы не откусить себе язык и не сломать челюсть во время посадки. После посадки командир экипажа отсоединяет парашют от аппарата, чтобы при сильном ветре аппарат не не волочило по земле.

После посадки рядом с кораблем приземляются вертолеты, и спасатели помогают экипажу выбраться наружу. Космонавтов тут же осматривают врачи, измеряют пульс и давление.

У Александра Лазуткина, который пробыл на орбитальном комплексе «Мир» в 1997 году 184 дня, самым неприятным опытом оказался именно удар об землю при посадке.

Космонавт Лазуткин Александр после приземления, 1997 г

Космонавт Лазуткин Александр после приземления, 1997 г

«У нас элементы мягкой посадки не сработали, поэтому мы очень сильно ударились. После приземления у меня появились вестибулярные расстройства, когда головой качаешь, а тебя тошнит. Потом это быстро проходит — день, два, и все», — вспоминает Лазуткин.

Читайте так же:
Правда, что пузыри на луже — к долгому дождю?

По его же словам, космонавтам по возвращению на Землю лучше не делать резких движений.

«Нельзя шнурки завязывать, потому что упадешь тут же. В космосе из костей выходит кальций, они становятся слабыми, хрупкими. У нас был случай, когда один член экипажа палец сломал, просто задев им стол», — рассказывает Лазуткин.

Первый сон на Земле

В первые дни после приземления космонавты сдают медицинские тесты, результаты которых учитываются при следующих полетах, поэтому ни в коем случае нельзя есть вредную еду и употреблять алкоголь, рассказывает Сергей Крикалев, которого отправляли на МКС шесть раз, всего он в космосе пробыл 803 дня.

По его словам, космические привычки, к примеру, перекидывать предметы, а не передавать из рук в руки, быстро забываются, однако засыпать в первую ночь все равно непривычно.

«Первую ночь, даже две чувствуешь себя странно из-за того, что приходится перекладывать руки, ноги… В невесомости этого нет. Но все равно засыпаешь быстрее, чем в космосе», — вспоминает Крикалев.

Также Крикалев утверждает, что даже после долгих дней пребывания на МКС в тесном кругу других космонавтов, по возвращении домой они не прекращают общаться, и дружба между космонавтами остается на долгие годы.

Три часа до Земли — как космонавты возвращаются из космоса

Мы читаем про космос и про то, как космонавты и астронавты выполняют свои «командировки». Но при этом не все знают, как технически происходит возвращение на Землю. И на эту тему у многих возникают вопросы и недопонимание.

Сейчас мы подробно опишем вам весь процесс возвращения космонавтов на нашу планету.

Для тех, кто не подкован в этой теме, коротко объясним: на высоте 400 км над Землей вокруг нашей планеты вращается Международная космическая станция (МКС). На ней живут и проводят свои «командировки» экипажи разных стран. Спустя несколько месяцев на орбите для них наступает момент возвращения на Землю. Мы расскажем о нем на примере космического корабля «Союз».

Прибывают на МКС космонавты и астронавты на космических кораблях, которые стыкуются со станцией. Корабли всё то время, что пилоты несут вахту на МКС, остаются «припаркованными». На них же затем и происходит возвращение на Землю.

Подготовка к возвращению

Спуск на Землю на космическом корабле «Союз» занимает около трех часов. Перед отстыковкой космонавты проходят серьезную недельную подготовку, в том числе на тренажерах, изучают инструкции и необходимые данные. И не менее важными подготовительными мероприятиями занимаются в это время на Земле.

Для «Союза» штатным полигоном (местом для приземления) всегда служит Казахстан. Земные службы выбирают зону посадки, проверяют её на отсутствие опасностей и помех и отправляют координаты космонавтам.

Читайте так же:
Почему люди часто чихают два раза подряд?

Совершив последние необходимые мероприятия, подготовив корабль к отстыковке и получив от командования разрешение на полет, пилоты прощаются с остающимися на станции и закрывают люк «Союза», отделяющий его от МКС.

Надев скафандры, экипаж перемещается из бытового отсека в капсулу, в которой они будут находиться до приземления.

Получив разрешение, космонавты приступают к расстыковке.

Спустя несколько минут «Союз» отплывает от МКС на необходимое расстояние. Командование с Земли передает необходимые данные в бортовой компьютер корабля для его спуска. Пилоты постоянно ведут связь с Землей, сверяя информацию.

Когда запускается тормозной двигатель, ход движения космического аппарата изменяется и он входит в верхние слои атмосферы. Оболочка нашей планеты действует как естественный тормоз и помогает «Союзу» снизить скорость.

Во время прохождения плотных слоев атмосферы на высоте около 140 км и примерно за полчаса до посадки «Союз» разделяется на три части: бытовую и приборно-агрегатную, а также спускаемый аппарат. В последнем как раз и находятся астронавты, и эта часть единственная, которая вернется на Землю. Остальные — сгорят и разрушатся в атмосфере. Чтобы также не сгорела спускаемая капсула, она имеет специальное покрытие и теплозащитный экран.

Когда аппарат достигает высоты приблизительно 10,5 км над Землей, его скорость уже изменилась с 28000 до 800 км/ч. Для дальнейшего торможения и снижения скорости у капсулы выпускается тормозной парашют, а чуть позже, на высоте около 8,5 км, уже и основной, площадью 1000 кв. м. После этого скорость спускаемого аппарата снижается до 22 км/ч.

Примерно на 5,5 км до нашей планеты от капсулы отстреливается теплозащитный экран, происходит сброс кислорода и топлива, чтобы снизить вероятность взрыва в момент столкновения с землей.

Наземные службы внимательно следят за снижением космического корабля. Как только «Союз» коснется земли, они стягиваются к нему и помогают пилотам выбраться из капсулы.

Когда корабль находится в 70 см от Земли, происходит срабатывание шести двигателей мягкой посадки, которые были спрятаны под теплозащитным экраном. Это помогает снизить скорость космического аппарата примерно до 5 км/ч. Амортизация кресел пилотов также помогает снизить нагрузку, которую ощущают космонавты при посадке.

Срабатывание мягких двигателей при посадке

Один из космонавтов вспоминает:

«Мягкая посадка не такая уж и мягкая. Я воспринял её как лобовое столкновение грузовика и маленькой машинки. И, конечно же, я был в машинке»

После приземления в первую очередь земные службы сразу отделяют соединяющие нити парашюта от «Союза», в противном случае при ветреной погоде капсулу может потащить за куполом. Затем пилотам помогают выбраться из капсулы.

Пилоты в капсуле «Союза»

Вот и завершилось возвращение из космоса.

Как проходила отстыковка и спуск капсулы, а также любопытные комментарии астронавтов, которые в ней побывали, вы можете посмотреть на видео ниже.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию