Zakaj oblikovalci predlagajo, da se spustni oddelki vesoljskega plovila pokrijejo s plastjo materiala z nizko stopnjo taljenja? Kako vesoljsko plovilo pristane pri spuščanju iz orbite in kako natančno lahko pristane?

Elektronski računalniki nadzornega centra in potovalni računalnik so zagotavljali vse potrebne podatke za orientacijo spuščajočega vozila. Orientacijski raketni potisniki se izmenično vklapljajo in izklapljajo. Vozilo za spuščanje se obrne pod želenim kotom glede na obzorje. Zdaj je šoba zavornega motorja usmerjena v smer letenja. Spodaj se prikaže Afrika. Čas je. V trenutku, ki je vnaprej izračunan na računalniku z natančnostjo delčka sekunde, se vklopi zavorni motor. Moč tega motorja je majhna in deluje le nekaj deset sekund. Zaradi delovanja se spuščajoči modul upočasni za približno 200 m/s. To je zelo rahlo zmanjšanje, vendar je dovolj - navsezadnje je hitrost že postala manjša od prve kozmične hitrosti in pod vplivom gravitacije se spuščajoče vozilo začne zapuščati orbito in se postopoma približuje Zemlji. Sprva se giblje v zelo redki atmosferi - gostota zraka je tukaj milijardo (!) krat manjša kot na površju Zemlje. In to je edini razlog, zakaj lahko sateliti in orbitalne postaje letijo tukaj precej dolgo. Če bi satelit izstrelili v orbito z višino 100 kilometrov, ne bi naredil niti enega obrata okoli Zemlje, čeprav je gostota zraka tukaj milijonkrat manjša kot na površju Zemlje. Če želite obleteti Zemljo na teh višinah, morate občasno prižgati motor.

Torej spuščajoče se vozilo, ki se spušča pod vplivom zemeljske gravitacije, postopoma vstopa v vse bolj goste plasti atmosfere. Nižji, večji je zračni upor, bolj upočasnjuje spuščajoče se vozilo, nižja je hitrost, bolj strma postaja pot njegovega spuščanja.

Vendar, kaj pomeni "počasnejša postaja hitrost"? To pomeni, da se kinetična energija naprave zmanjša. In vemo, da energija ne izgine ali se pojavi – lahko le prehaja iz ene vrste v drugo. V tem primeru se kinetična energija spuščajočega vozila spremeni v toplotno energijo, to pomeni, da se porabi za ogrevanje prihajajočega zraka in samega spuščajočega vozila.

Tukaj ne bomo obravnavali, kako poteka prenos in transformacija energije. Za nas je zdaj pomembno, da je ta kinetična energija ogromna – enaka tisti, ki jo ima težko natovorjen vlak, ki vozi s hitrostjo 100 km/h! In skoraj vso to ogromno energijo bi morali pretvoriti v toploto. Če se ne sprejmejo posebni ukrepi, bo ena tretjina dovolj, da se celoten spustni modul spremeni v paro.

Zaradi zaviranja se prednja površina spuščajočega vozila segreje na temperaturo približno 6000°. To temperaturo bo imel zrak na sprednji steni spuščajočega vozila. To ni več vajeni zrak, sestavljen iz molekul dušika, kisika in ogljikovega dioksida, ampak plazma, sestavljena iz atomov dušika, kisika in ogljika, ionov in elektronov.

Zapomni si tabelo tališč različne snovi. Ali je v njej vsaj en material, ki bo pri tej temperaturi ostal v trdnem stanju? št. Vsi materiali, ki jih poznamo, se pri tej temperaturi spremenijo v tekočino ali celo paro. In tudi če bi imeli material, ki se pri taki temperaturi ne bi stopil, to ne bi bilo dovolj. Konec koncev je najbolj pomembno, kaj se zgodi med zaviranjem ogromno znotraj spuščajočega se vozila ni prenašala toplota. Ne glede na temperaturo zunaj spuščajočega modula mora biti v prostoru za posadko normalna, sobna temperatura. Za to morajo biti stene spustnega vozila dobro zaščitene pred vročino, to je nizka toplotna prevodnost. A to še ni vse. Morajo biti zelo močni - navsezadnje je pri zaviranju v gostih slojih vozilo, ki se spušča, izpostavljeno ogromnemu pritisku. Poleg tega je nujno, da imajo stene ladje čim manjšo težo, saj na vesoljski ladji šteje vsak gram teže.

Torej mora imeti material visoko tališče, nizko toplotno prevodnost, visoko trdnost in tudi majhnost specifična teža. In čeprav so v našem času znanstveniki ustvarili in ustvarjajo široko paleto umetnih materialov, noben od njih ne more zadovoljiti vseh teh zahtev hkrati.

Kako je to mogoče? Ko se je pojavilo to vprašanje, so znanstveniki in inženirji začeli intenzivno iskati izhod iz te situacije. Mogoče celoten lander prekriti z bakreno prevleko? Baker ima zelo dobro toplotno prevodnost, zaradi česar se toplota s sprednje površine prenaša na stranske in zadnje stene spuščajočega se vozila (samo sprednja, čelna površina ladje je zelo vroča).
A takšna koža bo tehtala celo tono, kar pomeni, da bo treba izstrelitveno težo nosilne rakete in posledično potisk motorja povečati za 50 ton. Poleg tega bo v tem primeru skoraj vsa toplota še vedno ostala na ladji in bo postopoma prešla v spuščajoče se vozilo.

Obstajal je predlog, da bi sprednjo površino aparata naredili porozno (to je z veliko majhnimi luknjicami) in skozi te pore med spuščanjem iz notranjosti ladje potisnili hladno tekočino ali izpihnili plin. Ta ideja na splošno ni slaba, vendar jo je težko izvesti, saj se pri visokih temperaturah in pritiskih, ki nastanejo na sprednji površini spuščajočega vozila, pore zamašijo, stopijo itd.

večina učinkovit način predlagali sovjetski znanstveniki. Zdaj se ta metoda uporablja pri vračanju vseh spustnih vozil na Zemljo - tako sovjetskih kot ameriških.

Znanstveniki so sklepali nekaj takega. Trenutno ni materialov, ki bi zadostili vsem štirim zahtevam, in malo verjetno je, da bodo ustvarjeni v prihodnjih letih. Niti ni materiala, ki bi zadostil samo prvi zahtevi, to je, da bi imel dovolj visoke temperature taljenja in izparevanja. Toda glavna naloga je zagotoviti, da temperatura v prostoru za posadko ostane na sobni temperaturi, torej da čim manj toplote preide v ladjo. In to je mogoče doseči na naslednji način.

Pokrijmo sprednjo steno spuščajočega se vozila z materialom, ki, čeprav se pri tej temperaturi tali ali izhlapi, za taljenje in izhlapevanje potrebuje veliko količino toplote (ali, kot pravijo znanstveniki, ima velike latentne toplote faznih prehodov), in ima v staljenem stanju nizko viskoznost (lahko teče). Nato se bo ta material med spuščanjem segrel, stopil in izhlapel, takoj ko se stopi, pa bodo kapljice in hlapi materiala odpihnjeni s površine spuščajočega se vozila s protitokom zraka. V tem primeru bo toplota, ki se je med segrevanjem, taljenjem in izhlapevanjem materiala nabrala v kapljicah in parah, skupaj s kapljicami in parami odvedena iz aparata, namesto da bi se iz njih prenesla v ladjo.

Za zmanjšanje prenosa toplote v aparat je treba pod plast tega materiala položiti plast materiala z zelo nizko toplotno prevodnostjo. Trdnost konstrukcije lahko zagotovimo tako, da naredimo tretji sloj - okvir iz lahkih titanovih zlitin in nanj pritrdimo "odletečo" lupino iz materiala z nizko toplotno prevodnostjo. Ta metoda se imenuje "toplotna zaščita zaradi vnosa mase."

Ta metoda se trenutno uporablja na vseh vozilih za spuščanje. Tako med spuščanjem v gostih plasteh atmosfere hiti spuščajoče vozilo, obdano s tančico vroče plazme in kapljicami toplotno zaščitnega materiala. Ta pokrov prav tako ovija ladijske antene in ker plazma ne prenaša radijskih valov, je komunikacija z Zemljo prekinjena. Vendar to traja le nekaj minut. Zrak tako upočasni ladjo, da se njena hitrost, medtem ko se spusti s 100 kilometrov na 30 kilometrov, zmanjša za 56-krat! Zdaj je že mogoče sprostiti stabilizacijsko padalo s premerom krošnje nekaj metrov in na nadmorski višini 10 kilometrov - glavno s premerom nekaj deset metrov. Oblikovalci so prišli do zelo preproste in genialne ideje, kako narediti kaj

ladja bi se mehko srečala s površino Zemlje, brez kakršnega koli udarca (brez potiska). Da bi to naredili, se na spodnji strani aparata izda približno en meter dolg žebljiček. Ko se ta zatič zapiči v površje Zemlje, samodejno vklopi mehko pristajajoče raketne motorje na trdno gorivo, katerih šobe so usmerjene navzdol. Posledično se preostala hitrost ugasne.

Zakaj se uporablja tako zapleten sistem za spuščanje in pristajanje? Zakaj ne bi upočasnili spuščajočega vozila od začetka do konca z uporabo raketnega motorja? Odgovor je preprost: to je nedonosno, za dovolj težko vozilo za spuščanje pa preprosto nemogoče.

Tukaj je stvar. Za izstrelitev satelita, torej za njegovo pospeševanje do prve ubežne hitrosti, je potrebna nosilna raketa, katere teža ob izstrelitvi mora biti približno 50-krat večja od teže satelita. Če želimo izstreliti satelit, težak 5 ton, potrebujemo raketo, težko 250 ton. Če želimo satelit vrniti na Zemljo, ga moramo upočasniti z ubežne hitrosti na nič, da zagotovimo mehak pristanek. In za to boste potrebovali isto raketo - težko 200 ton. Moramo ga vzeti s seboj, ko ladja vzpluje z Zemlje. Toda potem moramo v orbito poslati ne 5 ton tovora, ampak 255 ton. In za to morate vzeti raketo, ki tehta 12.700 ton. Za dvig rakete s površja Zemlje mora biti njen sunek ob izstrelitvi vsaj malo večji od njene izstrelitvene teže, to je v tem primeru približno 13.000 ton. A takih raket še ni - najmočnejša sodobna raketa doslej ima približno 3500 ton potiska.

Jasno je tudi, da se stroški takega leta večkrat povečajo.

Tako je veliko bolj donosno uporabiti zračni upor za glavno zaviranje pri pristanku na Zemlji. To velja tudi za pristanek na drugih planetih, ki imajo atmosfero, kot so Venera, Mars, Jupiter itd. Pristanek na nebesnih telesih brez atmosfere, na primer na Luni, pa je druga stvar. Ničesar ne morete storiti glede tega - upočasnjujete lahko le z motorji.

Vrnimo se k spustu ladje na Zemljo (ali na drug planet z atmosfero), in sicer v trenutek, ko je spustni modul pravkar zapustil orbito in odšel na Zemljo. Zelo pomembno je, kako strma bo njegova pot leta. Celo najbolj izurjeni astronavti bodo umrli, če bo njihova telesna teža deset do trinajstkrat večja kot na Zemlji. Zares, predstavljajte si, da se na vas zgrne breme, ki je desetkratno od vaše lastne teže – to vas bo stisnilo. V enakem položaju se bodo znašli tudi astronavti.

Vendar tudi pot ne sme biti preveč ravna. V nasprotnem primeru bo ladja proti Zemlji letela zelo dolgo, zaradi česar se bo preveč segrela in temperatura v njej bo postala višja, kot jo astronavti zdržijo.

Kaj določa strmino poti? Če je zavorni motor vključen dlje, kot je potrebno, bo vozilo za spuščanje šlo prestrmo. Popolnoma enak rezultat se bo zgodil, če bo vlečna sila večja od potrebne. Strmina trajektorije je odvisna tudi od smeri šobe motorja med zaviranjem.

To je še posebej pomembno v primeru nenadzorovanega – balističnega – spuščanja. Če ima spustni modul obliko krogle, potem taka ladja nima aerodinamične kakovosti (dvig s silo). To pomeni, da med spuščanjem, tudi v gostih plasteh atmosfere, astronavti nimajo možnosti spremeniti poti. Spuščanje poteka po tako imenovani balistični poti (to je pot, po kateri bo kamen padel, če ga vržete z vrha gore v vodoravni smeri) in se imenuje balistični ali nekontrolirani spust. Celotna pot takega spusta, vključno s krajem pristanka, je določena že v trenutku, ko se zavorni motor konča, ko je ladja pravkar zapustila orbito. Če je naklon nastavljen nepravilno (na primer zaradi dejstva, da je zavorni motor deloval nekaj sekund več ali manj od zahtevanega), bo vozilo za spuščanje pristalo nekaj deset ali celo sto kilometrov bližje ali dlje od pričakovanega. To pomeni, da lahko ladja pristane v gorah, v tajgi ali v morju in ne v ravninski stepi. Seveda se spuščajoči modul ne bo potopil in kozmonavti ne bodo umrli, tudi če se ladja potopi v vodo ali v tajgi - kozmonavti imajo s seboj walkie-talkie, signalne rakete, zaloge hrane itd. - vendarle to je še vedno povezano in s tveganjem ter dodatnimi težavami. Predstavljajte si na primer, kaj bi se zgodilo, če bi pristali na pobočju visoke in strme gore.

Tem težavam in težavam se je mogoče izogniti, če damo vozilu za spuščanje obliko, ki ima dvižno silo. Da bi to naredili, mora biti oblika naprave asimetrična glede na smer leta. Sodobna vozila za spuščanje imajo točno to obliko, imenovano segmentno-konična.

Ko os spuščajočega modula sovpada s smerjo leta (vpadni kot je enak nič), je vzgonska sila enaka nič. S spreminjanjem vpadnega kota, to je naklona spuščajočega se vozila glede na os leta, kozmonavti s tem povečajo ali zmanjšajo vzgonsko silo in zaradi tega lahko spremenijo trajektorijo spuščanja in izberejo mesto pristanka. Poleg tega je mogoče na ta način prilagoditi preobremenitve.

Tako spustno vozilo leti s svojim segmentnim delom naprej. V tem položaju je zračni upor veliko večji, kot če bi letel stožčasto naprej. In večji kot je upor, hitreje se ladja upočasni. Če bi plovilo letelo stožčasto naprej, bi se Zemljinemu površju približalo s previsoko hitrostjo.

Segmentno-stožčasta vozila za spuščanje se spuščajo z višine 20-30 kilometrov s padalom, tako kot sferična.

Gibanje vesoljskega plovila v gostih plasteh Zemljine atmosfere, ki se Zemlji približuje iz medplanetarnega prostora z drugo ubežno hitrostjo, ustvarja svoje težave. Prvič, to so nesprejemljive preobremenitve za člane posadke. Zaščita takšne ladje pred toplotnimi obremenitvami prav tako ni enostavna.

Zaviranje sovjetskih medplanetarnih avtomatskih postaj serije Zond in Luna ter ameriškega vesoljskega plovila Apollo s posadko pri vračanju iz globokega vesolja in spuščanju na Zemljo se je izkazalo za možno brez nevarnosti pregrevanja in brez velikih preobremenitev pri dvakratnem potopu v zemeljsko atmosfero. Zračni ocean, ki obkroža naš planet, je do neke mere podoben vodnemu oceanu, zato se uporablja izraz »potapljanje«, kar pomeni vstop vesoljskega plovila v atmosfero. Med prvim potopom ladja vstopi v atmosfero do neke globine, nato pa iz nje spet izstopi v brezzračni prostor.

Ugotovimo, zakaj mora vesoljsko plovilo, ko se približuje Zemlji z drugo ubežno hitrostjo, dvakrat potopiti v zračni ocean. Če bi vesoljsko plovilo s hitrostjo 11,2 km/s takoj vstopilo v atmosfero in se v njej premikalo po strmi poti, bi se zelo segrelo in v njem bi nastale velike preobremenitve. S strmo trajektorijo bi ladja hitro dosegla nižje, goste plasti atmosfere, kjer zelo hitro pride do segrevanja. Če bi pot leta ladje izbrali zelo ravno, tako da bi se dolgo gibala v redkih plasteh atmosfere, torej visoko nad Zemljo, morda ne bi zgorela, bi pa zrak v kabini postanejo zelo pregreti. Temperatura v kabini bi postala tako visoka, da bi bila nesprejemljiva ne le za posadko, ampak tudi za instrumente, nameščene na ladji.

riž. 18. Pristanek vesoljskega plovila, ki se približuje Zemlji z drugo ubežno hitrostjo, z uporabo zavornega učinka zemeljske atmosfere.

Potem se je rodila takšna rešitev - vesoljsko plovilo vstopi v atmosfero, jo prebije (glej sliko 18) in spet odide v vesolje, to je v vesolje, kjer ni zraka. Ko bo ladja nekaj časa letela v atmosferi, bo seveda zmanjšala hitrost. Pot ladje v zraku med prvim potopom je narejena tako, da ima ladja, ki leti nazaj v vesolje, hitrost nekoliko nižjo od prve kozmične hitrosti. Ko bo znova v vesolju, se bo ladja ohladila, saj bo njena vroča zunanja površina sevala toploto. Nato ponovno vstopi v atmosfero, to pomeni, da naredi drugi potop, vendar s hitrostjo, nižjo od prve kozmične hitrosti. Po drugem ponovnem vstopu se bo vesoljsko plovilo premaknilo proti Zemlji na enak način kot pri vračanju z orbitalnega poleta okoli Zemlje.

riž. 19. "Zavorni koridor" vesoljskega plovila v atmosferi.

Kako naj vesoljsko plovilo, ki ima drugo ubežno hitrost, vstopi v atmosfero, torej izvede prvi potop, da ne izgori, in hkrati zmanjša hitrost z 11,2 km/s na prvo ubežno hitrost? Poleti vesoljskih plovil s posadko so pokazali, da bo vstop v atmosfero pri ubežni hitrosti varen pod pogojem, da bo vesoljsko plovilo šlo skozi zelo ozek koridor v atmosferi, ne da bi zavilo v katero koli smer (glej sliko 19). Za ladje serije Apollo je ta koridor širok le 40 km. To je zelo ozek koridor, če upoštevamo, da se mu vesoljsko plovilo približuje s hitrostjo 46.320 km/h, z razdalje približno 300.000 km. No, če vesoljsko plovilo preide pod mejo tega koridorja ali nad, kaj lahko pričakujemo v tem primeru?

Če ladja prepluje pod določeno mejo vstopnega koridorja, bo vstopila pregloboko v goste plasti atmosfere. Če se dolgo giblje v gostih plasteh Zemljine zračne lupine, se pregreje in lahko izgori. Po prehodu čez zgornjo mejo koridorja bo vesoljsko plovilo prodrlo v premajhen sloj atmosfere, ki je poleg tega zelo redek, zato se bo upočasnilo manj, kot bi moralo. Po poletu v brezzračni prostor bo imela ladja hitrost manjšo od druge kozmične hitrosti, vendar večjo od prve kozmične hitrosti. V tem primeru bo, kot smo že povedali, pot ladje zelo podolgovata elipsa. Nevaren je vstop v hodnik pod dovoljeno mejo, nevaren pa je tudi vstop nad mejo. Konec koncev, preden ladja vstopi v atmosfero, se z nje zavrže skoraj vse, da se zmanjša teža, ostane le spuščajoče vozilo, ki vsebuje le najnujnejše za vzdrževanje življenja posadke v času, ko se ladja spušča na Zemljo. nadaljuje. Kako dolgo lahko vesoljsko plovilo leti po podolgovati elipsi okoli Zemlje? Navsezadnje ga zdaj ni več mogoče upočasniti, da bi ga prisilili, da ponovno vstopi v goste plasti atmosfere, gorivo je bilo porabljeno, motor je bil zavržen. Ladja se lahko po taki poti giblje neomejeno dolgo za dolgo časa. In na krovu so zelo omejene zaloge kisika, potrebnega za dihanje, vode za pitje, hrane in virov električne energije.

Torej, ko se vesoljsko plovilo upočasni na hitrost, ki je nekoliko nižja od prve kozmične hitrosti, se začne zmanjševati in pada na Zemljo. Z izbiro ustrezne poti leta v atmosferi je mogoče zagotoviti, da preobremenitve ne presežejo dovoljene vrednosti. Vendar pa se med spuščanjem stene ladje lahko in morajo segreti na zelo visoko temperaturo. Zato je varen spust v zemeljski atmosferi mogoč le, če je na zunanji oblogi spuščajočega vozila posebna toplotna zaščita. Kako preprečiti, da bi se telo segrelo nad dovoljeno vrednost, če je pod vplivom zelo močnega vira toplote?

Če postavite litoželezno ponev na plinski štedilnik in jo segrejete, se bo zelo segrela in lahko postane rdeča ali celo bela ter oddaja toploto in svetlobo. Poskusite pa ponev še bolj segreti. Ne glede na to, kako dolgo držite ponev na plinskem štedilniku, njene temperature ne bo mogoče dvigniti nad določeno raven. Nastopilo bo stanje, ko toplota, ki prihaja iz plinskega štedilnika v ponev, ne bo več mogla spremeniti temperature slednje. Zakaj? Navsezadnje se v ponev nenehno dovaja toplota, ki bi se morala segreti na višjo temperaturo in se na koncu stopiti. Vendar se to ne zgodi zaradi naslednjega razloga. Segreta kovina ne prejema le toplote iz plinskega štedilnika, ampak, ko je bila segreta na visoko temperaturo in segreta do rdeče oz. bela, sama oddaja toploto okoliškemu zraku s sevanjem. Pri določeni temperaturi kovine nastopi ravnotežje med količino toplote, ki je prenesena na kovino, in toploto, ki jo ta oddaja v okolico. Sama kovina sama ustvari toplotno zaščito, zaradi katere se z danim virom toplote ne segreje nad določeno temperaturo.

Ta vrsta toplotne zaščite se načeloma lahko uporablja v vesoljskih plovilih. Na čelni del spustnega vozila lahko namestite toplotni ščit iz zelo ognjevarne kovine, ki pri segrevanju na visoke temperature ne izgubi mehanske trdnosti. Vroča kovinska plošča (toplotni ščit) bo služila kot toplotna zaščita spuščajočega vozila pred učinki vročih atmosferskih plinov.

Druga metoda toplotne zaščite spustnih vozil je uporaba tako imenovanih zaslonov za odmegljevanje. V vročem vremenu se človek močno poti. Zakaj?

Kajti telo se na zelo učinkovit način ščiti pred pregrevanjem – spušča vlago skozi kožne pore. Vlaga s površine kože izhlapeva, kar zahteva porabo toplote (ne pozabite, da izhlapevanje 1 kg vode zahteva porabo 560 kcal toplote). Tako se vsa odvečna toplota, ki se v vročem vremenu dovaja našemu telesu, ne porabi za ogrevanje telesa, temveč za izhlapevanje vlage s površine kože, ki se sprošča v obliki znoja. Kako učinkovit je ta način odvajanja odvečne toplote, lahko ocenimo po dejstvu, da temperatura človeškega telesa ostane praktično nespremenjena (36,5 °C), ko se temperatura okoliškega zraka spreminja v širokem razponu (do 60 °C).

Po istem principu lahko deluje toplotno zaščitna naprava spustnega modula, ki je zaslon z meglenjem. Na čelni del lahko namestite debelo kovinsko pločevino, ki ima veliko majhnih lukenj, skozi katere se nekaj tekočine dovaja na površino pločevine. V ta namen je najbolje uporabiti vodo, saj ima visoko izparilno toploto. Vlaga, ki vstopa skozi pore, bo izhlapela, kar bo porabilo toploto, ki prihaja iz vročih plinov v ozračju.

Toplotni ščiti in ščiti za odrosevanje še niso v uporabi. V vseh napravah, ki se vračajo na Zemljo po polet v vesolje, se uporablja še en način zaščite pred toplotnimi tokovi, ki se imenuje ablativni. Izkazalo se je, da je najpreprostejši, najbolj zanesljiv in učinkovit. Ugotovimo, kaj pomeni njegovo ime - ablativ. Ena beseda - ablacija - združuje imena več procesov hkrati. Kakšni so ti procesi? Vemo, da taljenje trdne snovi vključuje absorpcijo toplote. Vsi vedo, da če postavite ponev s snegom na ogenj in postavite termometer v sneg, bo ta pokazal, da bo temperatura vode, ki nastane pri taljenju snega, približno 0 °C, dokler se ves sneg ne stopi (stopi). Pri tem se vsa toplota porabi za taljenje snega. Znano je, da je izhlapevanje tekočine povezano tudi z absorpcijo toplote. Termometer postavite v vrelo vodo in pokazal bo temperaturo 100°C. Ne glede na to, kako dolgo segrevate vrelo vodo, bo njena temperatura ostala 100°C, dokler vsa voda ne povre.

Seveda si moral kupiti sladoled. Ne samo pozimi, tudi poleti je lahko trdo in hladno, zelo zmrznjeno. Zamrznjen je s tako imenovanim suhim ledom. Imenuje se suho, ker pri segrevanju ne nastane tekočina, kot pri segrevanju navaden led. Suhi led je ogljikov dioksid, ki smo ga s ohladitvijo na temperaturo - 78° C spravili v trdno stanje. Trden ogljikov dioksid ima izjemno lastnost: pri segrevanju se ne stopi, ampak izhlapi, to pomeni, da prehaja iz trdno v plinasto stanje, mimo tekoče faze. Ta proces, pri katerem snov preide iz trdnega stanja neposredno v plinasto stanje, se imenuje sublimacija. Sposobnost sublimacije nima samo trden ogljikov dioksid, ampak tudi cela serija druge snovi.

Je kaj podobnega v procesih taljenja in vrenja na eni strani ter v procesu sublimacije na drugi? Jejte. Značilnost procesov vrenja in taljenja je stalna temperatura. Sublimacija se pojavi tudi pri konstantni temperaturi. Trden suh led, ne glede na to, kako ga segrejete, bo vedno imel temperaturo -78°C. Vsa toplota, ki ji bo dovedena, se porabi za njeno sublimacijo, to je tvorbo hlapov iz trdna. Očitno je, da če se trden ogljikov dioksid najprej stopi, torej pretvori v tekoče stanje (in to je mogoče storiti pod določenimi pogoji), nato pa tekočina izhlapi, potem skupna količina Toplota, porabljena za taljenje in nato izhlapevanje, bo enaka toploti, ki bi jo morali porabiti za pretvorbo trdnega ogljikovega dioksida neposredno v plinasto stanje. Z drugimi besedami, toplota sublimacije za dano snov je enaka vsoti toplot izparevanja in taljenja. Posledično je toplota sublimacije snovi vedno večja od toplote njenega taljenja ali izhlapevanja, ločeno. Prišli smo že do opredelitve pojma ablacija.

Če na zunanjo površino spuščajočega vozila nanesemo plast katere koli snovi, ki se bo pri segrevanju med spuščanjem vozila v gostih plasteh atmosfere stopila, ali izhlapela, ali sublimirala, ali nazadnje zelo segrela. , potem bo izgubil mehansko trdnost in delci zraka bodo odpihnjeni s površine vesoljski objekt. Te procese spremlja absorpcija toplote, ki se odstrani s površine spuščajočega vozila. Ablacija je postopek odstranjevanja snovi v trdni, tekoči ali plinasti obliki s površine telesa, ki je izpostavljeno segrevanju.

Katere osnovne zahteve morajo izpolnjevati ablativni materiali? Zahteve za ablativne toplotno zaščitne materiale določajo, prvič, njihov namen - odstraniti čim več toplote z minimalno porabo mase snovi, in drugič, pogoji, v katerih se toplotno zaščitni material nahaja, preden začne delovati. izpolni svoj glavni namen.

Spustno vozilo je v vesolju, preden se začne spuščati na Zemljo. Med orbitalnim letom lahko temperatura zunanjega ovoja vesoljskega plovila variira od +95 °C na strani, ki jo osvetljuje Sonce, do -180 °C na strani sence. Med letenjem v vesolju ladja vedno znova spreminja svoj položaj glede na Sonce, zato se njene stene segrejejo ali ohlajajo. Kaj bi to lahko vodilo? Poskusite naliti vrelo vodo v navaden kozarec. Steklo bo počilo. Nenadna sprememba telesne temperature s velik koeficient toplotna ekspanzija in nizka toplotna prevodnost običajno vodita do tega pojava. Zato, da toplotno zaščitna prevleka, medtem ko je v prostoru, ne poči zaradi ostre spremembe temperature, mora imeti minimalni toplotni koeficient raztezanja, to je, da se pri segrevanju ne sme močno povečati in ko ohlajeno, nasprotno, ne sme se zelo zmanjšati.

Rekli smo že, da je vesolje izjemno globok vakuum (skoraj absoluten). Vakuum spodbuja sproščanje hlapnih komponent iz snovi. V toplotno zaščitni prevleki ne sme biti hlapljivih snovi, sicer lahko med dolgotrajnim bivanjem v vesolju toplotno zaščitna prevleka spremeni svojo sestavo, s tem pa mehanske in druge lastnosti.

V vesolju ladja pogosto naleti na roje drobni delci- meteorski prah. Udarci teh drobnih delcev ne morejo povzročiti mehanskega uničenja toplotno zaščitnega premaza, lahko pa se zaradi trenja teh delcev poškoduje material premaza. Zato mora imeti visoko odpornost proti obrabi, t.j. biti malo občutljiv na abrazivno delovanje meteorne snovi. V vesolju bo izpostavljen tudi toplotni zaščitni premaz kozmični žarki, sevanje in številni drugi dejavniki.

Vpliv vseh dejavnikov vesolja na toplotno zaščitno prevleko med načrtovanim časom letenja ladje ne bi smel bistveno spremeniti njenih lastnosti. V vsakem primeru mora toplotno zaščitni material ohraniti svoje lastnosti do te mere, da izpolni svoj namen – zagotoviti varen spust spuščajočega se vozila na Zemljo. Osnovne zahteve za toplotno zaščitne materiale seveda določajo pogoji njihovega delovanja med spuščanjem, ko spustno vozilo prehaja skozi goste plasti atmosfere, kjer je izpostavljeno mehanskim in toplotnim vplivom. Prvič, toplotno zaščitni materiali morajo imeti visoko toploto vnosa (imenuje se efektivna entalpija). To pomeni, da se ob dovajanju velike količine toplote s površine toplotno zaščitne prevleke odnese množica snovi. Vrednost toplotno zaščitnih materialov je v glavnem določena z vrednostjo efektivne entalpije. Večja kot je efektivna entalpija, boljši je material za zaščito pred toploto.

Jasno je seveda, zakaj je ta vrednost tako pomembna. Navsezadnje, višja kot je efektivna entalpija snovi, iz katere je izdelana toplotno zaščitna prevleka, manjšo maso, pri drugih enakih pogojih, jo bo treba nanesti na površino spuščajočega vozila. Videli smo že, kako pomembna je masa za predmete, ki jih dvignemo v vesolje. Poleg tega je treba upoštevati dejstvo, da toplotno zaščitna prevleka po masi včasih predstavlja do 50% celotne mase spuščajočega vozila.

Efektivna entalpija je glavni pokazatelj kakovosti toplotno zaščitnega materiala, vendar ne edini. Toplotno zaščitna prevleka mora prenesti velike mehanske obremenitve, sicer se lahko zruši pod vplivom zračnega toka, ki teče na napravo. Končno morajo imeti toplotno zaščitni materiali nizko toplotno prevodnost. Toploto iz spuščajočega vozila je treba odvajati tako, da se v njem, kjer se nahajajo posadka in potrebni instrumenti, temperatura ne dvigne nad dovoljeno vrednost. Temperatura v notranjosti spuščajočega vozila je določena s količino toplote, ki bo prešla od zunaj, skozi njegovo lupino, to je toplotna prevodnost stene naprave in še posebej prevleke, ki je na njej. Očitno je, da nižja kot je toplotna prevodnost toplotno zaščitne prevleke, manj toplote bo teklo v notranjost naprave.

Kot kaže praksa, v enem materialu ni mogoče združiti visoke efektivne entalpije, visoke trdnosti in nizke toplotne prevodnosti. Za pridobitev toplotno zaščitnega premaza z zahtevanimi lastnostmi mora biti izdelan iz več plasti različne materiale. Zunanja plast je izdelana iz materiala z visoko efektivno entalpijo in dovolj visoko mehansko trdnostjo. Drugi sloj je izdelan iz materiala, ki ima nizko mehansko trdnost in relativno nizko vrednost entalpije, a nizko toplotno prevodnost. Drugi sloj premaza je z zunanjim slojem zaščiten pred vplivi vročih atmosferskih plinov in njihovim pritiskom. Material druge prevleke je glavna ovira za prodor toplote iz zunanje plasti toplotno zaščitne prevleke, ki ima zelo visoko temperaturo, do kovinskega telesa spuščajočega se vozila.

Kakšno temperaturo ima lahko zunanji sloj toplotno zaščitnega premaza? Rekli smo že, da temperatura plinov, ki nastanejo v vroči plasti zraka, stisnjenega s spuščajočim se vozilom, ki leti proti Zemlji, doseže 8000 °K. Toplotno zaščitna prevleka, ki je nanešena na čelni del spuščajočega vozila, je v neposrednem stiku s to plastjo in se segreje. Površinska temperatura ablativnega materiala, iz katerega je toplotno zaščitna prevleka, pa je vedno bistveno nižja od temperature plinov, s katerimi pride v stik. Poleg tega je do neke mere neodvisen od temperature vročih plinov v ozračju. Temperaturo površine toplotno zaščitnega premaza določajo predvsem lastnosti materiala, iz katerega je izdelan. Razložimo to. Temperatura plamena plinskega gorilnika = 800°C. Na gorilnik postavite prazen kotliček. Čez nekaj časa se bo segrelo na temperaturo, ki je skoraj enaka temperaturi plamena gorilnika. Zdaj pa napolnimo kotliček z vodo in jo tudi segrejmo. Temperatura kotlička, ne glede na to, kako dolgo ga držite na ognju, ne bo presegla 100°C. In če v kotliček vlijete alkohol, ki ima vrelišče 76°C, se stene kotlička ne bodo mogle segreti nad 76°C, čeprav bo temperatura plamena gorilnika ostala enaka - 800°C. C.

Izhlapevanje z vrenjem je v bistvu vrsta ablacije, pri kateri se snov odnese z absorbiranjem toplote. Navsezadnje se zaščita telesa spuščajočega vozila pred pregrevanjem z ablativnim toplotno zaščitnim premazom zgodi na enak način kot zaščita sten čajnika pred pregrevanjem zaradi izhlapevanja tekočine v njem. Najvišja temperatura, do katere se lahko segrejejo stene kotlička, je odvisna od vrelišča tekočine v njem. Temperatura površine toplotno zaščitne prevleke, ki je v stiku s plini, segretimi na 8000° K, bo določena s temperaturo, pri kateri toplotno zaščitni material preide iz trdnega v plinasto stanje. Možno je izdelati toplotno zaščitne materiale z različnimi temperaturami pretvorbe v plinasto stanje (temperature sublimacije). V praksi gradnje vesoljskih plovil se najpogosteje uporabljajo materiali s temperaturo sublimacije 2500 - 3500 ° C. Osnova teh materialov so tako imenovane epoksi ali formaldehidne smole. Da bi jim zagotovili mehansko trdnost, se smole mešajo s steklenimi nitmi, steklenimi vlakni, azbestom ali drugimi ognjevzdržnimi snovmi.

V normalnih pogojih imajo takšni mešani materiali večjo trdoto in moč. Ko se segrejejo na temperaturo sublimacije (2500 - 3500 ° C), preidejo v plinasto stanje in delno zoglenijo. Temperaturo segrevanja zunanje površine toplotno zaščitne prevleke je mogoče spremeniti (v določenih mejah) s spremembo sestave toplotno zaščitnega materiala. Postavlja se vprašanje: zakaj se v praksi uporabljajo ablativni materiali, ki pri temperaturah okoli 3000°C prehajajo iz trdnega v plinasto stanje? Ali ni nevarno dovoliti, da se zunanja stena spustnega modula segreje na tako visoko temperaturo? Zdi se, da nižja ko je temperatura lupine vozila za spuščanje, varnejši bo spust. Pravzaprav se izkaže ravno obratno - uporaba toplotno zaščitnih materialov z nižjo sublimacijsko temperaturo od trenutno uporabljenih materialov je nerentabilna. Konec koncev, nižja kot je temperatura nastajanja plina, večja plast toplotno zaščitne prevleke bi morala izhlapeti med spuščanjem. Posledično bo treba plast toplotno zaščitne prevleke povečati maso, kar vodi do povečanja teže, kar je, kot vemo, nezaželeno.

Prav tako je nedonosna uporaba toplotno zaščitnih materialov z višjo sublimacijsko temperaturo (nad 2500 - 3500 °C). Uporaba toplotno zaščitnih materialov z visoko temperaturo sublimacije pomeni segrevanje zgornjih plasti toplotno zaščitnega premaza na višje temperature. In znano je, da bo pri določeni toplotni izolaciji količina toplote, ki prehaja skozi njo, večja, čim večja je temperaturna razlika med njenimi zunanjimi in notranjimi deli. Posledično bo na kovinsko ohišje spustnega vozila s tako toplotno zaščitno prevleko steklo več toplote, kar bo povzročilo večje segrevanje vsega, kar je v njem. Da bi preprečili pregrevanje prostora, v katerem je posadka, bo treba povečati debelino toplotnoizolacijskega sloja, kar bo vplivalo tudi na težo ladje.

Izračuni in praksa so pokazali, da je najmanjša teža spustnega vozila, če so vse ostale enake, dosežena, če se uporablja toplotno zaščitna prevleka s temperaturo sublimacije, ki ni višja od 3500 ° C in ni nižja od 2500 ° C toplotno zaščitna prevleka spuščajočega modula vesoljskega plovila Apollo, na katerem ameriški astronavti, ki se vračajo z Lune, letijo na Zemljo pri drugi ubežni hitrosti, izdelana iz materiala na osnovi epoksi smole. Debelina toplotno zaščitne plasti, nanesene na površino spuščajočega vozila, ni povsod enaka. Največja debelina je narejena na čelni površini, kjer doseže 66 mm, najmanjša pa na spodnjem delu (23 mm). To je le debelina materiala, ki ga je možno odstraniti (ablirati) med procesom segrevanja. Skupna debelina toplotno zaščitne prevleke, ki ščiti kovinsko telo pred segrevanjem na čelnem delu spuščajočega se vozila vesoljskega plovila Apollo, je 450 mm, to je skoraj pol metra.

To je debelina materiala za toplotno zaščito, skozi katerega mora preiti toplota, ki izvira iz vročih plinov v ozračju, da doseže kovinsko lupino naprave in segreje zrak v njej. Ogrevanje je glavna nevarnost, ko se ladja spusti v ozračje. Kljub ogromni debelini toplotno zaščitne in toplotno izolacijske plasti del toplote še vedno prehaja znotraj spuščajočega vozila. Poleg tega se v notranjosti aparata proizvaja toplota kot posledica vitalne aktivnosti članov posadke in delovanja opreme. Ko ladja leti v vesolju, se odvečna toplota, kot smo videli, odstrani s sistemom toplotnega nadzora. Izpuh nastane s hlajenjem zraka s tekočino, ta pa se ohladi v tuljavi, nameščeni v prostoru.

Med spustom na Zemljo, ko je naprava v atmosferi, je ta način odstranjevanja odvečne toplote iz nje izključen. Zunaj spuščajočega vozila ni vakuum, kot v vesolju, ampak tok plina, segretega na ogromne temperature. Posebne študije so pokazale, da lahko človek zdrži temperaturo 71°C 67 minut brez večje škode za telo. In če človekovo telo najprej podhladimo samo za 1°C, bo lahko zdržal določeno temperaturo 114 minut. Povprečni čas za spust iz orbite na Zemljo je 20 - 25 minut, kar je veliko manj od časa, v katerem lahko oseba prenese temperaturo 71 ° C.

Vendar pa se lahko temperatura atmosfere v spuščajočem se vozilu zaradi zunanjega ogrevanja in toplote, ki jo ustvarjajo instrumenti, izkaže za več kot 70 ° C, kar bo že nevarno za zdravje in življenje članov posadke. Zato so vsa vozila za spuščanje opremljena s sistemi za nadzor temperature, ki lahko delujejo tudi med spuščanjem vozila v gostih plasteh zemeljske atmosfere. Sistem termičnega nadzora, ki deluje med spuščanjem spuščajočega se vozila, se bistveno razlikuje od sistema termičnega nadzora, ki deluje, ko je vesoljsko plovilo v brezzračnem prostoru. Načelo njegovega delovanja je odvzem toplote z izhlapevanjem tekočine. Izhlapevanje tekočine nastane zaradi toplote, ki jo vsebuje prostor spuščajočega vozila. Nastali hlapi se odvajajo čez napravo. Tekočina, ki se uporablja v sistemu toplotnega nadzora vozila za spuščanje, mora imeti naslednje lastnosti: imajo visoko toploto uparjanja in nizko vrelišče. Nekateri utekočinjeni plini, zlasti amoniak, imajo takšne lastnosti. Tekoči amoniak vre pri temperaturi -33 ° C, vendar v jeklenki pod tlakom več atmosfer ostane tekoč pri normalni sobni temperaturi.

Kaj se zgodi, če s pomočjo ventila postopoma znižujete tlak v rezervoarju s tekočim amoniakom? Amoniak bo začel vreti in izstopil v plinastem stanju. Nastajanje plina iz tekočine spremlja absorpcija toplote. Od kod prihaja toplota, potrebna za izhlapevanje amoniaka? Od okolju. Balon se bo kmalu ohladil. Topel zrak v prostoru bo ogreval valj, ta pa bo oddajal toploto izhlapevajočemu amoniaku. Tako postopoma lahko ves zrak v prostoru ohladimo na želeno temperaturo; Da bi to naredili, boste seveda morali izhlapeti določeno količino amoniaka. Hlajenje zraka v oddelku spuščajočega se vozila, kjer se nahaja posadka, poteka na enak način, le hlapi snovi, ki izhlapevajo v posebni napravi, se ne izločajo v prostor, temveč se po ceveh prenašajo čez krov. aparat.

Čeprav je zemeljska atmosfera vzrok za zelo močno segrevanje spuščajočega vozila med spuščanjem na Zemljo, hkrati služi kot zavorno sredstvo. S pomočjo atmosfere lahko "ugasnete" ogromne kozmične hitrosti. Toda ali je mogoče varno pristati s spuščajočim se vozilom, če ga upočasnjuje le atmosfera? seveda ne. Skok z okna v prvem nadstropju ne predstavlja nobene nevarnosti, vendar ne bo vsak skočil z okna v drugem nadstropju. Nevarno je skočiti iz tretjega nadstropja in višje. Pod vplivom gravitacije, ki ustvarja pospešek, doseže hitrost pristanka osebe, ki skoči iz okna visoke stavbe, takšno vrednost, da se lahko zlomi. Kakšno hitrost mora imeti spuščajoče se vozilo v trenutku pristanka, da njegov trk ob Zemljo ni nevaren tako za člane posadke kot za opremo, ki je v njem nameščena. Najbolje je seveda pristati tako, da je hitrost vozila v trenutku stika z zemeljsko površino enaka nič oziroma v nobenem primeru ne presega 2 m/s. V teh pogojih bo pristanek mehak in popolnoma varen tako za posadko kot za strukturo aparata.

Precej močan, a še znosen udarec bomo občutili, če bo do pristanka prišlo pri hitrosti približevanja zemeljski površini 5–6 m/s. Kaj pa, če je hitrost višja? Jasno je, da je to slabo tako za posadko kot za opremo.

Začenši z določene višine se spuščajoči modul obnaša kot običajno telo, ki pada na Zemljo z določeno začetno hitrostjo. Hitrost njegovega padca v primerjavi s prvo ubežno hitrostjo bo majhna. Na primer, telo, ki je padlo iz letala, ki leti na višini 2000 m, bo pristalo s hitrostjo 200 m/s (v² = √2gH). 200 m/s je sicer majhna hitrost, vendar je pri takšni hitrosti gotovo nemogoče pristati. Kako zagotoviti varen pristanek?

Ker niste več v vesolju, ampak v neposredni bližini Zemlje, lahko uporabite običajna, zemeljska sredstva. Padalo je preverjena metoda spusta z višine na Zemljo. Res je, da se spuščanje vesoljskega plovila s padalom, potem ko je izgubilo velik del hitrosti zaradi zavornega učinka atmosfere, ne zgodi tako kot padalec, ki skoči iz letala. Vozilo za spuščanje ima običajno na krovu dve glavni padali in tretje pomožno. Prvo, zavorno padalo (po velikosti je precej manjše od drugega) se odpre med premikanjem vesoljskega plovila s hitrostjo okoli 250 m/s. Njegov namen je nekoliko zmanjšati hitrost vozila, zato se to padalo imenuje zavorno padalo.

Drugo, glavno padalo se uporablja za zagotovitev gladkega pristanka vozila na Zemlji. Velikost njegove kupole je nekajkrat večja od velikosti zavornega padala, zato je zavorni učinek veliko večji. Zakaj se veliko padalo ne sprosti takoj? Tega ni mogoče narediti. Pri visokih hitrostih bo nanj preveč obremenjen in se lahko zlomi. Zakaj potrebujete pomožno padalo? Njegov namen je izvleči glavno padalo iz vtičnice, v kateri je shranjeno. Glavno padalo je veliko in težko. Da bi ga vrgli s strani spuščajočega se vozila, je potreben precejšen napor. Pomožno padalo je majhno in ga ni težko izvleči iz ležišča. To majhno padalo je pritrjeno na obroč drugega, glavnega padala. Ko se pomožno padalo odpre v zraku, pritisk zračnega toka na njegovo kupolo ustvari silo, ki zadostuje za izvlečenje glavnega padala iz ležišča.

Padalski sistem zagotavlja spuščanje in pristajanje spuščajočega se vozila, pri katerem trk na Zemljo ne spremljajo udarci, nevarni za posadko. Vendar pristajanje s padali ne zagotavlja mehkega pristanka. Res je, če bi bilo padalo zelo veliko, bi lahko pristanek izvedel mehko (to je s hitrostjo pristanka največ 2 m / s). Obstaja še en, bolj sprejemljiv način za zagotovitev mehkega pristanka, ki ne zahteva velikega povečanja teže spuščajočega vozila. Na krovu naprave lahko imate reaktivni motor, ki naj bo vklopljen v trenutku, ko je naprava na višini 1 - 2 m nad zemeljsko površino. Smer potiska motorja mora biti nasprotna smeri gibanja aparata. Potisk motorja lahko izberete tako, da njegovo delovanje za določen čas (običajno delček sekunde) popolnoma ustavi padec naprave na Zemljo na višini 0,2 - 0,15 m, navidezno bo naprava obvisela v zraku trenutek. Ko motor preneha delovati, bo pristajalna naprava padla nazaj na Zemljo. Toda s katere višine? Samo 0,2 - 0,15 m padec s takšne višine ne bo povzročil ostrega udarca, pristanek bo mehak in popolnoma varen.

Spust na Zemljo brez uporabe zavornih motorjev prinese le nekaj pristajalne trdote, a je takšen spust še vedno varen. Ampak na nekaterih nebesna telesa, zlasti na Luni, ni ozračja. Posledično je nemogoče spustiti vesoljski objekt na površino Lune s padali. Varno spuščanje vesoljskih teles na planete, ki nimajo dovolj goste atmosfere, je mogoče zagotoviti le s pomočjo zavornih motorjev.

UPK-8, Krasnokamsk

Kviz

1. Zakaj oblikovalci predlagajo, da se spustni oddelki vesoljskega plovila pokrijejo s plastjo materiala z nizko stopnjo taljenja?

To se naredi iz varnostnih razlogov, da se predelek ne pregreje. Obstaja tako imenovana ablativna zaščita (iz angleške ablacije - ablacija; množično odstranjevanje) - tehnologija za zaščito vesoljskih plovil.

Temperatura ladje ob vstopu v goste plasti atmosfere doseže nekaj tisoč stopinj, ablativna zaščita v takšnih pogojih postopoma izgori, se uniči in jo odnese tok, s čimer odvaja toploto iz telesa naprave.

Tehnologija za zaščito vesoljskih plovil, toplotna zaščita na osnovi ablativnih materialov, je strukturno sestavljena iz nabora moči elementov (azbestno-tekstolitnih obročev) in "prevleke", sestavljene iz fenol-formaldehidnih smol ali materialov s podobnimi lastnostmi.

Ablacijska toplotna zaščita se uporablja pri načrtovanju vseh spuščajočih se vozil že od prvih let razvoja astronavtike (Vostok, Voskhod, Mercury, Gemini, Apollo, serija vesoljskih plovil TKS) in se še naprej uporablja v Sojuzu in TKS. " vesoljsko plovilo. Shenzhou."

Alternativa ablativni toplotni zaščiti je uporaba toplotno odpornih toplotno zaščitnih ploščic (Shuttle, Buran).

2.Ali je mogoče na vesoljski postaji uporabiti uro z nihalom?

Nihalo deluje zaradi gravitacije, a gravitacije na vesoljski postaji ni, tam je breztežnost. Ure z nihalom tukaj ne bodo delovale. Vesoljska postaja bo upravljala z mehanskimi (pomladnimi) urami.

Prva ura, ki je poletela v vesolje, je pripadala Juriju Aleksejeviču Gagarinu. To so bili sovjetski "Šturmanskie". Od leta 1994 je uradna ura Centra za usposabljanje kozmonavtov švicarska ura Fortis. V začetku leta 2000 so na ISS testirali orbitalno uro Kosmonavigator, ki jo je razvil kozmonavt Vladimir Džanibekov. S to napravo je bilo mogoče kadar koli ugotoviti, nad katero točko na Zemlji se nahaja ladja. Prva posebna ura za uporabo v vesolju je bila japonska Spring Drive Spacewalk. Elektronske ure se v orbiti niso uveljavile. Vesoljsko plovilo je prepredeno z visokoenergijskimi delci, ki onesposobijo nezaščitene čipe.

3 Ali je mogoče piti vodo iz kozarca v ničelni gravitaciji?

Pred prvimi poleti v vesolje je bilo za znanstvenike večinoma uganka, kako organizirati uživanje hrane v breztežnostnem stanju. Vedelo se je, da se bo tekočina zbrala v kepo ali pa se razlila po stenah in jih zmočila. To pomeni, da je nemogoče piti vodo iz kozarca. Astronavta so prosili, naj ga izsesa iz plovila.

Praksa je te predpostavke v veliki meri potrdila, a tudi nekaj pomembnih popravkov. Izkazalo se je, da je priročno jesti iz cevi, vendar če ste previdni, lahko jeste hrano v zemeljski obliki. Astronavti so s seboj vzeli ocvrto meso in rezine kruha. Na ladji Voskhod so posadki zagotovili štiri obroke na dan. In med letom Bykovskega so televizijski gledalci videli, kako je jedel zeleno čebulo, pil vodo iz plastične steklenice in s posebnim užitkom jedel ščurke.

Videli smo na spletni strani http://www. /gledati? v=OkUIgVzanPM kako ameriški astronavti pijejo kavo. Toda steklo je tudi plastično, njegovo obliko je mogoče spremeniti. Iz njega lahko iztisnete tekočino. To pomeni, da je vode iz navadnega kozarca iz trdega stekla skoraj nemogoče piti.

Danes ima vsak član posadke Mednarodne vesoljske postaje (ISS) svoj ustnik za pitje, ki je pritrjen na brizge razvejane vgrajene vodovodni sistemi "Rodnik". Voda v sistemu Rodnik ni preprosta, ampak posrebrena. Prehaja skozi posebno srebrni filtri, ki varuje posadko pred možnostjo raznih okužb.

Morda pa bodo astronavti v bližnji prihodnosti zlahka pili vodo iz običajnega kozarca. Obsežne študije obnašanja tekočin in plinov v breztežnostnem stanju so načrtovane na platformi, neodvisni od ISS. Trenutno poteka projektno delo, v katerem sodelujejo učitelji in študenti Oddelka za splošno fiziko Univerze v Permu. V Permu že več kot 30 let potekajo raziskave v tej smeri.

4. Kateri astronavt je prvi poletel v vesolje?

Sovjetski kozmonavt Aleksej Arhipovič Leonov je 18. marca 1965 prvi poletel v vesolje z vesoljskega plovila Voshod 2 s pomočjo gibljive zračne komore. 1 uro in 35 minut po izstrelitvi (na začetku 2. orbite) je Aleksej Leonov prvi na svetu zapustil vesoljsko plovilo, ko je poveljnik ladje Pavel Belyaev vsemu svetu sporočil: »Pozor! Človek je vstopil zunaj vesolje! Človek je vstopil v vesolje! Televizijska podoba njega, ki lebdi v ozadju, je bila predvajana na vseh televizijskih kanalih. V tem času se je oddaljeval od ladje na razdalji 5,35 m. Njegova vesoljska obleka je porabila približno 30 litrov kisika na minuto s skupno zalogo 1666 litrov, zasnovano za 30 minut dela v vesolju. Zelo težko se je vrnil na ladjo. O tem govori v intervjuju s strani revije " Generalni direktor« (št. 3, 2013): »Zaradi deformacije skafandra (bil je otekel) so falange prstov uhajale iz rokavic, zato je bilo zelo težko naviti vrvico. Poleg tega je postalo nemogoče najprej vstopiti v noge zračne zapore ladje, kot je bilo pričakovano. ...Ni bilo časa za paniko: do vstopa v senco je bilo le še pet minut in v senci je bilo nemogoče naviti vrvico. ...Ves čas sem razmišljal, kaj bo čez pet minut in kaj čez trideset. In ravnal sem na podlagi teh premislekov.«

Skupni čas prvega izhoda je bil 23 minut 41 sekund (od tega 12 minut 9 sekund zunaj ladje). Izvajal je medicinske in biološke raziskave ter pomagal pri reševanju problemov vesoljske navigacije. Na podlagi rezultatov izstrelitve je bilo ugotovljeno, da je mogoče delati v vesolju.

Zaradi izrednih razmer je ladja pristala v Permska regija, blizu vasi Kurganovka, na meji okrožij Usolsky in Solikamsky 19. marca 1965. Niso jih takoj našli v oddaljeni uralski tajgi. V spomin na ta dogodek so se v Permu pojavile ulice Belyaev in Leonov ter avtocesta Kosmonavtov. Tri leta kasneje so astronavti spet obiskali tu. Na pristanišču je bila postavljena stela. Alexey Leonov je bil gost Perma več kot enkrat.

Kozmonavta sta postala častna meščana Perma. Na splošno je med častnimi državljani Perma več kot tretjina povezanih z vesoljsko industrijo. Navsezadnje se pot v vesolje začne pri nas. Marca 1958 se je vlada ZSSR odločila zagnati proizvodnjo raket in raketnih motorjev v permskih podjetjih. 19 največjih tovarn in oblikovalskih birojev je delalo na vesolju. Rakete, opremljene z motorji Perm, so v vesolje izstrelile na stotine vesoljskih plovil. Danes so v Permu tri podjetja, ki sestavljajo posamezne komponente ali celotne vesoljske raketne motorje. Proton-PM proizvaja tekoče motorje za nosilne rakete Proton. NPO "Iskra" proizvaja raketni motorji na trdo gorivo, tovarna Perm Mashinostroitel pa se ukvarja s proizvodnjo različnih raketnih mehanizmov.

Permske univerze diplomirajo strokovnjake za vesoljsko industrijo in izvajajo tudi raziskovalne programe o vesoljskih temah.

Leta 2013 je bila skupina znanstvenikov z Oddelka za splošno fiziko Fakultete za fiziko Permske državne raziskovalne univerze ponovno povabljena k sodelovanju pri izvajanju Zveznega vesoljskega programa Rusije. Fiziki iz Permske državne univerze bodo skupaj s strokovnjaki iz raketno-vesoljske korporacije Energia razvili znanstveno opremo in uporabni raziskovalni program za najnovejšo vesoljsko plovilo OKA-T.

Vesoljsko plovilo Sojuz

"Sojuz" je ime serije sovjetskih vesoljskih plovil za lete v orbiti okoli Zemlje; program za njihov razvoj (od leta 1962) in izstrelitve (od leta 1967; modifikacije brez posadke - od leta 1966). Vesoljska plovila Sojuz so zasnovana za reševanje širok razpon naloge v vesolju blizu Zemlje: testiranje procesov avtonomne navigacije, krmiljenja, manevriranja, srečanja in pristajanja; preučevanje učinkov dolgotrajnih pogojev vesoljskega leta na človeško telo; preizkušanje načel uporabe vesoljskih plovil s posadko za raziskovanje Zemlje v interesu nacionalno gospodarstvo in izvajanje transportnih operacij za komunikacijo z orbitalnimi postajami; izvajanje znanstvenih in tehničnih poskusov v vesolju in drugo.

Teža popolnoma opremljene ladje z gorivom je od 6,38 ton (začetne različice) do 6,8 ton, velikost posadke je 2 osebi (3 osebe - v modifikacijah pred letom 1971), največje doseženo trajanje avtonomnega leta je 17,7 dni (s posadko 2 osebi), dolžina (trup) 6,98-7,13 m, premer 2,72 m, razpon sončnih kolektorjev 8,37 m, prostornina dveh stanovanjskih oddelkov vzdolž tlačnega trupa 10,45 m3, prosti prostor - 6,5 m3. Vesoljsko plovilo Sojuz sestavljajo trije glavni oddelki, ki so med seboj mehansko povezani in ločeni s pomočjo pirotehničnih sredstev. Ladja vključuje: sistem za orientacijo in nadzor gibanja med letom in med spuščanjem; sistem za privez in nadzor položaja; aproksimacijsko-korektivni pogonski sistem; sistemi za radijsko komunikacijo, oskrbo z električno energijo, priklop, radijsko vodenje in srečanja ter priveze; sistem za pristajanje in mehko pristajanje; sistem za vzdrževanje življenja; nadzorni sistem za opremo in opremo na vozilu.

Spuščajoče se vozilo - masa 2,8 tone, premer 2,2 m, dolžina 2,16 m, prostornina vzdolž notranjih obrisov bivalnega prostora 3,85 m3 - se uporablja za namestitev posadke na območju vbrizga Sojuza v orbito, pri nadzoru ladja v orbitalnem letu, med spuščanjem v atmosfero, skoki s padalom, pristajanje. Zatesnjeno telo vozila za spuščanje, izdelano iz aluminijeve zlitine, ima stožčasto obliko, v spodnjem in zgornji deli prehajajo v sfero. Za lažjo namestitev opreme in opreme v notranjost vozila za spuščanje je sprednji del telesa odstranljiv. Zunanja stran telesa ima toplotno izolacijo, strukturno sestavljeno iz čelnega zaslona (strel na delu padala), stranske in spodnje toplotne zaščite ter položaj središča mase zagotavljajo nadzorovan spust z aerodinamično kakovostjo ( ~0,25). V zgornjem delu trupa je loputa (svetli premer 0,6 m) za komunikacijo z bivalnim orbitalnim prostorom in za izhod posadke iz spuščajočega se vozila po pristanku. Vozilo za spuščanje je opremljeno s tremi okni, od katerih imata dve trostekli in eno dvostekli (na mestu vgradnje orientacijskega merilnika). Telo vsebuje dva zaprta padalska zabojnika, zaprta s snemljivimi pokrovi. Na čelnem delu trupa so nameščeni 4 motorji za mehko pristajanje. Hitrost pristanka na sistemu glavnega padala, ob upoštevanju impulza motorjev za mehko pristajanje, ne presega 6 m/s. Spustni modul je zasnovan za pristajanje kadar koli v letu na različnih vrstah tal (vključno s kamnitimi) in odprtih vodnih telesih. Pri pristanku na vodnih telesih lahko posadka ostane na površju v vozilu do 5 dni.

Spuščajoči modul vsebuje konzolo kozmonavtov, gumbe za upravljanje vesoljskega plovila, instrumente in opremo glavnih in pomožnih sistemov ladje, vsebnike za povratno znanstveno opremo, rezervne zaloge (hrana, oprema, zdravila itd.), ki zagotavljajo življenjsko dobo posadka 5 dni po pristanku, pomeni radijske zveze in iskanje smeri med spuščanjem in po pristanku itd. V notranjosti sta karoserija in oprema spustnega vozila prekrita s toplotno izolacijo v kombinaciji z okrasnimi oblogami. Pri izstrelitvi Sojuza v orbito, spustu na Zemljo ter pri pristajanju in odklopu so člani posadke v skafandrih (uvedeni po letu 1971). Za zagotovitev letenja po programu ASTP je bilo spuščajoče vozilo opremljeno z nadzorno ploščo za združljive (delujoče na istih frekvencah) radijske postaje in zunanje luči ter nameščene posebne svetilke za prenos barvne televizijske slike.

Bivalni orbitalni (gospodinjski) oddelek - teža 1,2-1,3 t, premer 2,2 m, dolžina (s priklopno enoto) 3,44 m, prostornina vzdolž notranjih obrisov zaprtega ohišja 6,6 m3, prosta prostornina 4 m3 - uporablja se kot delovni oddelek pri vodenju znanstvenih poskusov, za počitek posadke, prenos na drugo vesoljsko plovilo in za izhod v vesolje (služi kot zračna zapora). Zaprto telo orbitalnega predelka iz magnezijeve zlitine je sestavljeno iz dveh polkroglih lupin s premerom 2,2 m, povezanih z valjastim vložkom višine 0,3 m. Oddelek ima dve okenci za ogled. V telesu sta dve loputi, od katerih ena povezuje orbitalni oddelek s spuščajočim modulom, druga (svetli premer 0,64 m) pa služi za vkrcanje posadke v vesoljsko plovilo na izstrelitvenem položaju in za odhod v vesolje. Oddelek vsebuje nadzorno ploščo, instrumente in sklope glavnih in pomožnih sistemov ladje, gospodinjsko opremo in znanstveno opremo. Pri testiranju in zagotavljanju priklopa avtomatskih modifikacij vesoljskih plovil in vesoljskih plovil s posadko v primeru njihove uporabe kot transportnih ladij je v zgornjem delu orbitalnega prostora nameščena priklopna enota, ki opravlja naslednje funkcije: absorpcija (blaženje) udarca energija ladij; primarna sklopka; niveliranje in zategovanje ladij; togo povezovanje ladijskih konstrukcij (začenši od Soyuz-10 - z ustvarjanjem hermetično zaprtega spoja med njimi); odklop in ločitev vesoljskih plovil. V vesoljskem plovilu Soyuz so bile uporabljene tri vrste priklopnih naprav:
prvi, izdelan po shemi "pin-cone"; drugi, prav tako izdelan po tej shemi, vendar z ustvarjanjem hermetično zaprtega spoja med zasidranimi ladjami, da se zagotovi prehod posadke z ene ladje na drugo;
(tretji v poskusu po programu ASTP), ki je nova, tehnično naprednejša naprava - androgina periferna priključna enota (APAS). Strukturno je priklopna naprava prvih dveh vrst sestavljena iz dveh delov: aktivne priklopne enote, nameščene na enem od vesoljskega plovila in opremljene z mehanizmom za izvajanje vseh priklopnih operacij, in pasivne priklopne enote, nameščene na drugem vesoljskem plovilu.

Oddelek za instrumentacijo in montažo, ki tehta 2,7-2,8 tone, je zasnovan za namestitev aparatov in opreme glavnih sistemov vesoljskih plovil, ki zagotavljajo orbitalni let. Sestavljen je iz prehodnega, instrumentalnega in agregatnega dela. V prehodnem delu, izdelanem v obliki oblikovane konstrukcije, ki povezuje spustno vozilo z instrumentalnim delom, je 10 priveznih in orientacijskih motorjev s potiskom po 100 N, rezervoarji za gorivo in enokomponentni sistem za oskrbo z gorivom (vodikov peroksid). nameščen. Zaprti instrumentni del ima prostornino 2,2 m3, ima obliko valja s premerom 2,1 m, višino 0,5 m z dvema odstranljivima pokrovoma. V instrumentnem delu so instrumenti za sisteme za orientacijo in nadzor gibanja, nadzor vgrajenega kompleksa opreme in opreme ladje, radijske komunikacije z Zemljo in programsko-časovno napravo, telemetrijo in enotno napajanje. Telo agregatnega dela je izdelano v obliki cilindrične lupine, ki se spremeni v stožčasto lupino in se konča z osnovnim okvirjem, namenjenim za namestitev ladje na nosilno raketo. Zunaj agregatnega dela je velik radiator-emiter termoregulacijskega sistema, 4 privezni in orientacijski motorji, 8 orientacijskih motorjev. V montažnem delu je nameščen pogonski sistem KTDU-35 s korekcijo bližine, ki ga sestavljajo glavni in rezervni motorji s potiskom 4,1 kN, rezervoarji za gorivo in dvokomponentni sistem za oskrbo z gorivom. V bližini osnovnega okvirja so nameščene radijske komunikacijske in telemetrične antene, ionski senzorji sistema za nadzor položaja in del baterij enotnega sistema napajanja ladje. Sončne baterije (niso nameščene na ladjah, ki se uporabljajo kot transportne ladje za servisiranje orbitalnih postaj Salyut) so izdelane v obliki dveh "kril" po 3-4 krila. Na končnih loputah baterij so radiokomunikacijske, telemetrične antene in barvne orientacijske luči na vozilu (v poskusu po programu ASTP).

Vsi predelki vesoljskega plovila so od zunaj pokriti z zaslonsko-vakuumsko toplotno izolacijo zelene barve. Ko je ladja vstavljena v orbito, je med fazo leta v gostih plasteh atmosfere pokrita z odvržnim ohišjem, opremljenim s pogonskim sistemom za sistem reševanja v sili.

Sistem za nadzor orientacije in gibanja ladje lahko deluje v avtomatskem in ročnem načinu upravljanja. Oprema na vozilu prejema energijo iz centraliziran sistem napajanje, vključno s sončno energijo, pa tudi avtonomne kemične baterije in puferske baterije. Potem ko se vesoljsko plovilo združi z orbitalno postajo sončne plošče se lahko uporablja v skupni sistem napajanje

Sistem za vzdrževanje življenja vključuje enote za regeneracijo atmosfere spuščajočega se vozila in orbitalnega prostora (po sestavi blizu zemeljskega zraka) ter toplotno kontrolo, zaloge hrane in vode ter kanalizacijski in sanitarni sistem. Regeneracijo zagotavljajo snovi, ki absorbirajo ogljikov dioksid in sproščajo kisik. Posebni filtri absorbirajo škodljive nečistoče. V primeru morebitne nujne razbremenitve bivalnih prostorov so za posadko zagotovljeni skafandri. Pri delu v njih se ustvarijo življenjski pogoji z dovajanjem zraka v obleko iz vgrajenega sistema za tlak.

Sistem toplotnega nadzora vzdržuje temperaturo zraka v bivalnih prostorih znotraj 15-25 °C in relativno. vlažnost znotraj 20-70%; temperatura plina (dušik) v instrumentnem delu 0-40°C.

Kompleks radijske opreme je namenjen določanju parametrov orbite vesoljskega plovila, sprejemanju ukazov z Zemlje, dvosmerni telefonski in telegrafski komunikaciji z Zemljo, prenosu na Zemljo televizijskih slik situacije v oddelkih in opazovanem zunanjem okolju. s TV kamero.

Za 1967-1981 V orbito okoli umetnega zemeljskega satelita so izstrelili 38 vesoljskih plovil sojuz s posadko.

Sojuz-1, ki ga je pilotiral V. M. Komarov, je bil izstreljen 23. aprila 1967 z namenom testiranja ladje in testiranja sistemov in elementov njene zasnove. Med spuščanjem (na 19. orbiti) je Soyuz-1 varno prestal zavorni del v gostih plasteh atmosfere in ugasnil prvo ubežno hitrost. Vendar se je zaradi nenormalnega delovanja padalskega sistema na višini ~7 km spuščajoče vozilo spustilo z veliko hitrostjo, kar je povzročilo smrt astronavta.

Vesoljska plovila Soyuz-2 (brez posadke) in Soyuz-3 (s posadko G. T. Beregov) sta opravila skupni let, da bi preizkusila delovanje sistemov in zasnovo, vadila srečanje in manevriranje. Na koncu skupnih poskusov sta ladji izvedli nadzorovan spust z uporabo aerodinamične učinkovitosti.

Skupinski let je bil izveden na vesoljskih plovilih Sojuz-6, Sojuz-7 in Sojuz-8. Dokončan je bil program znanstvenih in tehničnih poskusov, vključno s preskusnimi metodami za varjenje in rezanje kovin v pogojih globokega vakuuma in breztežnosti, preizkušene so bile navigacijske operacije in medsebojno manevriranje, ladje so sodelovale med seboj ter s komandnimi in merilnimi točkami na zemlji, izvedena je bila sočasna kontrola letenja treh vesoljskih plovil.

Vesoljski plovili Sojuz-23 in Sojuz-25 naj bi se priklopili na orbitalno postajo tipa Saljut. Zaradi nepravilnega delovanja opreme za merjenje parametrov relativnega gibanja (vesoljsko plovilo Sojuz-23), odstopanja od predpisanega režima delovanja v odseku ročnega privezovanja (Sojuz-25), do pristajanja ni prišlo. Te ladje so bile uporabljene za urjenje manevriranja in srečanja z orbitalnimi postajami tipa Saljut.

Med dolgotrajnimi vesoljskimi poleti je bil izveden velik kompleks študij Sonca, planetov in zvezd v širokem spektru elektromagnetnega sevanja. Prvič (Soyuz-18) je bila izvedena obsežna foto- in spektrografska študija aurorov, pa tudi redkega naravnega pojava - nočnih oblakov. Izvedene so bile obsežne študije reakcij človeškega telesa na učinke dolgotrajnih dejavnikov vesoljskih letov. Preizkušeni so bili različni načini za preprečevanje škodljivih učinkov breztežnosti.

Med 3-mesečnim letom je Soyuz-20 skupaj s Salyutom-4 opravil teste vzdržljivosti.

Na podlagi vesoljskega plovila Soyuz je bilo ustvarjeno tovorno transportno vesoljsko plovilo Progress, na podlagi izkušenj z upravljanjem vesoljskega plovila Soyuz pa bistveno posodobljeno vesoljsko plovilo Soyuz T.

Izstrelitev vesoljskega plovila Soyuz je izvedla 3-stopenjska nosilna raketa Soyuz.

Program vesoljskega plovila Soyuz.

Vesoljsko plovilo Soyuz-1. Kozmonavt - V. M. Komarov. Klicni znak - "Ruby". Izstrelitev - 23.4.1967, pristanek - 24.4.1967 Namen - testiranje nove ladje. Predvideno je bilo pristajanje z vesoljskim plovilom Sojuz-2 s tremi kozmonavti na krovu, prehod skozi odprto vesolje za dva kozmonavta in pristanek s tremi kozmonavti na krovu. Zaradi odpovedi številnih sistemov na vesoljskem plovilu Sojuz-1 je bila izstrelitev Sojuza-2 preklicana (ta program je leta 1969 izvedlo vesoljsko plovilo
"Sojuz-4" in "Sojuz-5"). Kozmonavt Vladimir Komarov je ob vrnitvi na Zemljo umrl zaradi nepravilnega delovanja padalskega sistema.

Vesoljsko plovilo Soyuz-2 (brez posadke). Izstrelitev - 25. 10. 1968, pristanek - 28. 10. 1968. Namen: testiranje spremenjene zasnove vesoljskega plovila, izvajanje skupnih poskusov s posadko Soyuz-3 (sestanek in manevriranje).

Vesoljsko plovilo Soyuz-3. Kozmonavt - G.T. Beregovoy. Klicni znak - "Argon". Izstrelitev - 26. oktober 1968, pristanek - 30. oktober 1968. Namen: testiranje spremenjene zasnove ladje, srečanje in manevriranje z brezpilotnim Sojuzom-2.

Vesoljsko plovilo Soyuz-4. Prvo priklop dveh vesoljskih plovil s posadko v orbito - ustvarjanje prve eksperimentalne orbitalne postaje. Poveljnik - V.A. Shatalov. Klicni znak - "Kupid". Izstrelitev - 14.01.1969 16.01. 1969 ročni način spojen s pasivnim vesoljskim plovilom Soyuz-5 (masa kombinacije dveh ladij je 12924 kg), s katere sta kozmonavta A.S. Eliseev in E.V. . Po 4,5 urah so se ladje odvezale. Pristanek - 17.01.1969 s kozmonavti V.A. Shatalov, A.S.

Vesoljska ladja "Sojuz-5". Prvo združevanje dveh vesoljskih plovil s posadko v orbiti - nastanek prve eksperimentalne orbitalne postaje. Poveljnik - B.V. Volynov, člani posadke: A.S. Eliseev, E.V. Klicni znak - "Baikal". Izstrelitev - 16.01.1969 z aktivnim vesoljskim plovilom (masa konstelacije - 12924 kg), nato pa sta se A.S - 37 minut). Po 4,5 urah so se ladje odvezale. Pristanek - 18.01.1969 s kozmonavtom B.V. Volynovom.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-6". Izvedba prvega tehnološkega poskusa na svetu. Skupinsko medsebojno manevriranje dveh in treh vesoljskih plovil (s Sojuzom-7 in Sojuzom-8). Posadka: poveljnik G. S. Shonin in letalski inženir V. N. Kubasov. Klicni znak - "Antej". Izstrelitev - 11.10.1969 Pristanek - 16.10.1969

Vesoljsko plovilo Soyuz-7. Izvajanje skupinskega medsebojnega manevriranja dveh in treh ladij ("Sojuz-6" in "Sojuz-8"). Posadka: poveljnik A.V. Filipchenko, člani posadke: V.V. Klicni znak - "Buran". Izstrelitev - 12.10.1969, pristanek - 17.10.1969.

Vesoljsko plovilo Soyuz-8. Skupinsko medsebojno manevriranje dveh in treh ladij (»Sojuz-6« in »Sojuz-7«). Posadka: poveljnik V.A. Shatalov, letalski inženir A.S. Klicni znak - "Granit". Izstrelitev - 13.10.1969, pristanek - 18.10.1969.

Vesoljska ladja "Sojuz-9". Prvi daljši let (17,7 dni). Posadka: poveljnik A. G. Nikolajev, inženir leta - V. I. Sevastjanov. Klicni znak - "Falcon". Izstrelitev - 1.6.1970, pristanek - 19.6.1970.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-10". Prvo združevanje z orbitalno postajo Saljut. Posadka: poveljnik V.A. Šatalov, člani posadke: A.S. Klicni znak - "Granit". Izstrelitev - 23. 4. 1971. Pristanek - 25. 4. 1971. Spojitev z orbitalno postajo Saljut (24. 4. 1971), vendar posadka ni mogla odpreti loput za prenos na postajo; 24. 4. 1971 vesoljsko plovilo ločil od postaje orbitalne postaje in se vrnil pred predvidenim rokom.

Vesoljska ladja "Sojuz-11". Prva odprava na orbitalna postaja"Ognjemet". Posadka: poveljnik G.T. Dobrovolski, člani posadke: V.N.Patsaev. Izstrelitev - 6. junij 1971. 7. junija 1971 se je ladja priklopila na orbitalno postajo Saljut. 29.06.1971 Sojuz-11 se je odklopil od orbitalne postaje. 30.06.1971 - pristanek je bil izveden. Zaradi znižanja tlaka modula za spuščanje na visoka nadmorska višina vsi člani posadke so umrli (let je bil izveden brez skafanderjev).

Vesoljsko plovilo "Sojuz-12". Izvajanje testov naprednih ladijskih sistemov. Preverjanje sistema za reševanje posadke v primeru nujnega znižanja tlaka. Posadka: poveljnik V.G. Lazarev, inženir letenja O.G. Klicni znak - "Ural". Izstrelitev - 27.09.1973, pristanek - 29.09.1973.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-13". Izvajanje astrofizičnih opazovanj in spektrografij v ultravijoličnem območju z uporabo sistema teleskopa Orion-2 območij zvezdnega neba. Posadka: poveljnik P.I. Klimuk, inženir letenja V.V. Klicni znak - "Kavkaz". Izstrelitev - 18.12.1973, pristanek - 26.12.1973.

Vesoljska ladja "Sojuz-14". Prva odprava na orbitalno postajo Saljut-3. Posadka: poveljnik P.R.Popovič, letalski inženir Yu.P.Artjuhin. Klicni znak - "Berkut". Izstrelitev - 3.7.1974, združitev z orbitalno postajo - 5.7.1974, ločitev - 19.7.1974, pristanek - 19.7.1974.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-15". Posadka: poveljnik G.V.Sarafanov, letalski inženir L.S. Klicni znak - "Donava". Izstrelitev - 26.08.1974, pristanek 28.08.1974. Načrtovano združevanje z orbitalno postajo Salyut-3 in nadaljevanje znanstveno raziskovanje na krovu. Do priklopa ni prišlo.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-16". Testiranje sistemov na krovu posodobljenega vesoljskega plovila Soyuz v skladu s programom ASTP. Posadka: poveljnik A.V. Filipchenko, letalski inženir N.N. Klicni znak - "Buran". Izstrelitev - 2. december 1974, pristanek - 8. december 1974.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-17". Prva odprava na orbitalno postajo Saljut-4. Posadka: poveljnik A.A. Gubarev, inženir letenja G.M. Klicni znak - "Zenith". Izstrelitev - 01/11/1975, združitev z orbitalno postajo Salyut-4 - 01/12/1975, ločitev in mehak pristanek - 02/09/1975.

Vesoljsko plovilo Soyuz-18-1. Suborbitalni let. Posadka: poveljnik V.G. Lazarev, inženir letenja O.G. Ime klica - ni registrirano. Izstrelitev in pristanek - 04.05.1975 Načrtovano je bilo nadaljevanje znanstvenih raziskav na orbitalni postaji Salyut-4. Zaradi odstopanj v delovanju 3. stopnje nosilne rakete je bil izdan ukaz za prekinitev poleta. Vesoljsko plovilo je pristalo na območju, ki ni predvideno, jugozahodno od Gorno-Altaiska

Vesoljsko plovilo "Sojuz-18". Druga odprava na orbitalno postajo Saljut-4. Posadka: poveljnik P.I. Klimuk, inženir letenja V.I. Klicni znak - "Kavkaz". Izstrelitev - 24. 5. 1975, združitev z orbitalno postajo Salyut-4 - 26. 5. 1975, ločitev, spuščanje in mehak pristanek - 26. 7. 1975.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-19". Prvi let v okviru sovjetsko-ameriškega programa ASTP. Posadka: poveljnik - A.A. Leonov, letalski inženir V.N. Klicni znak - "Sojuz". Izstrelitev - 15.7.1975, 17.7.1975 -
spajanje z ameriškim vesoljskim plovilom Apollo. 19. julija 1975 so se ladje odvezale in izvedle poskus " Sončev mrk«, nato (19. 7.) sta bila izvedena ponovna združitev in dokončna razdružitev obeh vesoljskih plovil. Pristanek - 21.7.1975 Med skupnim letom so bili izvedeni medsebojni transferji kozmonavtov in astronavtov ter zaključen obsežen znanstveni program.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-20". Brez posadke. Izstrelitev - 17. 11. 1975, priklop na orbitalno postajo Salyut-4 - 19. 11. 1975, ločitev, spuščanje in pristanek - 16. 2. 1975. Izvedeni so bili življenjski preizkusi sistemov na krovu ladje.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-21". Prva odprava na orbitalno postajo Saljut-5. Posadka: poveljnik B. V. Volynov, inženir leta V. M. Zholobov. Klicni znak - "Baikal". Izstrelitev - 06.07.1976, združitev z orbitalno postajo Salyut-5 - 07.07.1976, odklop, spust in pristanek - 24.08.1976.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-22". Razvoj principov in metod multispektralnega fotografiranja najdišč zemeljsko površje. Posadka: poveljnik V. F. Bykovsky, letalski inženir V. V. Klicni znak - "Hawk". Izstrelitev - 15.09.1976, pristanek - 23.09.1976.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-23". Posadka: poveljnik V.D. Zudov, inženir letenja V.I. Klicni znak - "Radon". Izstrelitev - 14.10.1976 Pristanek - 16.10.1976 Delo je bilo načrtovano na orbitalni postaji Saljut-5. Zaradi nenačrtovanega načina delovanja sistema za srečanje vesoljskega plovila do priklopa s Saljutom-5 ni prišlo.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-24". Druga odprava na orbitalno postajo Saljut-5. Posadka: poveljnik V.V.Gorbatko, inženir letenja Yu.N. Klicni znak - "Terek". Izstrelitev - 07.02.1977 Spojitev z orbitalno postajo Saljut-5 - 08.02.1976 Odklop, spust in pristanek - 25.02.1977

Vesoljsko plovilo "Sojuz-25". Posadka: poveljnik V.V. Kovalenok, inženir letenja V.V. Klicni znak - "Photon". Izstrelitev - 9.10.1977 Pristanek - 11.10.1977 Načrtovano je bilo priklopiti se na novo orbitalno postajo Saljut-6 in na njej izvajati znanstvenoraziskovalni program. Do priklopa ni prišlo.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-26". Dostava posadke 1. glavne odprave na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik Yu.V.Romanenko, letalski inženir G.M.Grechko. Izstrelitev - 10.12.1977 Pristajanje s Salyut-6 - 11.12.1977 Odklop, spust in pristanek - 16.01.1978 s posadko 1. gostujoče ekspedicije v sestavi: V.A. Dzhanibekov, O.G.Makarov (za prvo ko je prišlo do izmenjave vesoljskih plovil, vključenih v kompleks Saljut-6).

Vesoljsko plovilo "Sojuz-27". Dostava 1. gostujoče ekspedicije na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik V.A. Dzhanibekov, letalski inženir O.G. Izstrelitev - 10.1.1978 Priključitev na orbitalno postajo Saljut-6 - 11.1.1978 Ločitev, spust in pristanek 16.3.1978 s posadko 1. glavne ekspedicije v sestavi: Yu.V. Romanenko, G. M. Grečko.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-28". Dostava 1. mednarodne posadke (2. gostujoča odprava) na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik - A.A. Gubarev, kozmonavt-raziskovalec - državljan Češkoslovaške V. Remek. Izstrelitev - 2. 3. 1978 Priključitev s Salyut-6 - 3. 3. 1978 Odklop, spuščanje in pristanek - 10. 3. 1978

Vesoljsko plovilo "Sojuz-29". Dostava posadke 2. glavne odprave na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik - V.V. Kovalenok, inženir letenja - A.S. Izstrelitev - 15.6.1978 Pristajanje s Salyut-6 - 17.6.1978 Odklop, spust in pristanek 3.9.1978 s posadko 4. gostujoče ekspedicije v sestavi: V. F. Bykovsky, Z. Yen (GDR).

Vesoljsko plovilo "Sojuz-30". Dostava na orbitalno postajo Saljut-6 in vrnitev posadke 3. gostujoče odprave (druga mednarodna posadka). Posadka: poveljnik P. I. Klimuk, kozmonavt-raziskovalec, državljan Poljske M. Germashevsky. Izstrelitev - 27. 6. 1978 Priključitev s Salyut-6 - 28. 6. 1978 Odklop, spuščanje in pristanek - 5. 7. 1978

Vesoljska ladja "Sojuz-31". Dostava posadke 4. gostujoče odprave (3. mednarodna posadka) na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik - V. F. Bykovsky, kozmonavt-raziskovalec, državljan NDR Z. Jen. Izstrelitev - 26.08.1978 Priklop na orbitalno postajo Saljut-6 - 27.08.1978 Odklop, spust in pristanek - 2.11.1978 s posadko 2. glavne ekspedicije v sestavi: V.V.Kovalenok, A.S. Ivančenkov.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-32". Dostava 3. glavne odprave na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik V.A. Lyakhov, letalski inženir V.V. Izstrelitev - 25. 2. 1979 Priklop s Salyut-6 - 26. 2. 1979 Odklop, spuščanje in pristanek 13. 6. 1979 brez posadke v samodejnem načinu.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-33". Posadka: poveljnik N.N.Rukavishnikov, kozmonavt-raziskovalec, državljan Bolgarije G.I. Klicni znak - "Saturn". Izstrelitev - 04/11/1979 zaradi odstopanj od običajnega delovanja naprave za popravek srečanja je bila preklicana združitev z orbitalno postajo Salyut-6. 12. aprila 1979 se je ladja spustila in pristala.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-34". Izstrelitev 6. junija 1979 brez posadke. Priključitev na orbitalno postajo Saljut-6 - 8.6.1979 19.6.1979 odklop, spust in pristanek s posadko 3. glavne odprave v sestavi: V.A. Lyakhov, V.V. (Modul za spuščanje je razstavljen v Državnem muzeju kulture K. E. Ciolkovskega).

Vesoljsko plovilo "Sojuz-35". Dostava 4. glavne odprave na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik L.I. Popov, inženir letenja V.V. Izstrelitev - 09.04.1980 Priklop s Salyut-6 - 10.04.1980 Odklop, spust in pristanek 03.06.1980 s posadko 5. gostujoče odprave (4. mednarodna posadka v sestavi: V.N. Kubasov, B. Farkas.

Vesoljska ladja "Sojuz-36". Dostava posadke 5. gostujoče odprave (4. mednarodna posadka) na orbitalno postajo Saljut-6. Posadka: poveljnik V. N. Kubasov, kozmonavt-raziskovalec, državljan Madžarske B. Farkas. Izstrelitev - 26. 5. 1980 Pristajanje s Salyut-6 - 27. 5. 1980 Odklop, spuščanje in pristanek 3. 8. 1980 s posadko 7. gostujoče ekspedicije v sestavi: V.V. Gorbatko, Pham Tuan (Vietnam).

Vesoljska ladja "Sojuz-37". Dostava posadke 7. gostujoče odprave (5. mednarodna posadka) na orbitalno postajo. Posadka: poveljnik V. V. Gorbatko, kozmonavt-raziskovalec, državljan Vietnama Pham Tuan. Izstrelitev - 23.07.1980 Pristajanje s Salyut-6 - 24.07.1980 Odklop, spust in pristanek - 11.10.1980 s posadko 4. glavne ekspedicije v sestavi: L.I. Popov, V.V.Ryumin.

Vesoljsko plovilo "Sojuz-38". Dostava na orbitalno postajo Saljut-6 in vrnitev posadke 8. gostujoče odprave (6. mednarodna posadka). Posadka: poveljnik Yu.V. Romanenko, kozmonavt-raziskovalec, državljan Kube M.A. Tamayo. Izstrelitev - 18.09.1980 Priklop s Salyut-6 - 19.09.1980 Odklop, spuščanje in pristanek 26.09.1980

Vesoljsko plovilo "Sojuz-39". Dostava na orbitalno postajo Saljut-6 in vrnitev 10. gostujoče odprave (7. mednarodna posadka). Posadka: poveljnik V.A.Dzhanibekov, kozmonavt-raziskovalec, državljan Mongolije Zh.Gurragcha. Izstrelitev - 22.3.1981 Priključitev s Salyut-6 - 23.3.1981 Odklop, spuščanje in pristanek - 30.3.1981

Vesoljsko plovilo "Sojuz-40". Dostava na orbitalno postajo Saljut-6 in vrnitev posadke 11. gostujoče odprave (8. mednarodna posadka). Posadka: poveljnik L.I. Popov, kozmonavt-raziskovalec, državljan Romunije D. Prunariu. Izstrelitev - 14. 5. 1981 Priključitev s Salyut-6 - 15. 5. 1981 Odklop, spuščanje in pristanek 22. 5. 1981