Anija kozmike

Space Shuttle Columbia

Anija kozmike është mjeti me të cilin fluturohet për në hapsirë. Anijet kozmike mund të drejtohet vetëm nga austronautet

Ndryshe nga raketa anija kozmike mund të rivihet edhe një herë në punë pas misionit të saj te parë . Anija kozmike kthehet në Tokë përsëri sikurse një aeroplan. Pra ka një bord anije dhe njerëzit dërgohen për misione të tjera. Anija kozmike është një mjet i cili vihet në punë nga një motor, ky motor nuk ka piston dhe është i përbërë nga një top ku digjet hidrogjeni apo heliumi, sepse kto të dyja janë lëndët djegëse për anijen kozmike. Një anije kozmike lëshohet nga toka afër brigjeve detare.

Historiku i krijimit

Një V-2 gjerman u bë anija e parë kozmike kur arriti një lartësi prej 189 km në qershor 1944 në Peenemünde, Gjermani. Sputnik 1 ishte sateliti i parë artificial. Ai u nis në një orbitë eliptike të ulët të Tokës (LEO) nga Bashkimi Sovjetik në 4 Tetor 1957. Nisja filloi në zhvillime të reja politike, ushtarake, teknologjike dhe shkencore; ndërsa nisja e Sputnik ishte ngjarja e vetme, që shënoi fillimin e Epokës së Hapësirës. Përveç vlerës së tij si një teknologji e parë, Sputnik 1 gjithashtu ndihmoi në identifikimin e dendësisë së shtresës së sipërme atmosferike, përmes matjes së ndryshimeve orbitale të satelitit. Gjithashtu siguroi të dhëna për shpërndarjen e radio-sinjalit në jonosferë. Azoti nën presion në trupin e rremë të satelitit dha mundësinë e parë për zbulimin e meteoroideve. Sputnik 1 u lançua gjatë Vitit Ndërkombëtar Gjeofizik nga faqja Nr.1 ​​/ 5, në diapazonin e 5-të Tyuratam, në SSR Kazakistan (tani në Kozmodromin Baikonur). Sateliti udhëtoi me 29,000 kilometra në orë (18,000 mph), duke marrë 96.2 minuta për të përfunduar një orbitë, dhe emetoi radio sinjale në 20.005 dhe 40.002 MHz

Ndërsa Sputnik 1 ishte anija kozmike e parë që rrotulloi Tokën, objektet e tjera të bëra nga njeriu kishin arritur më parë një lartësi prej 100 km, e cila është lartësia e kërkuar nga organizata ndërkombëtare Fédération Aéronautique Internationale për të llogaritur si një fluturim hapësinor. Kjo lartësi quhet vija Kármán. Në veçanti, në vitet 1940 ka pasur disa lëshime provë të raketës V-2, disa prej të cilave arritën lartësi mbi 100 km.

Llojet e anijeve kozmike

Anije kozmike me ekuipazh

Që nga viti 2016, vetëm tre kombe kanë fluturuar me anije kozmike: BRSS / Rusia, SHBA dhe Kina. Anija e parë me ekuipazh ishte Vostok 1, e cila mbarti kozmonautin Sovjetik Yuri Gagarin në hapësirë ​​në 1961, dhe përfundoi një orbitë të plotë të Tokës. Kishte pesë misione të tjera të ekuipazhit që përdorën një anije kozmike Vostok. Anija e dytë e ekuipazhit u quajt Freedom 7, dhe ajo kreu një fluturim hapësinor nën-orbital në 1961 duke transportuar astronautin amerikan Alan Shepard në një lartësi prej pak më shumë se 187 kilometra (116 mi). Kishte pesë misione të tjera të ekuipazhit duke përdorur anijen Mercury.

Anije kozmike të tjera ekuipazhiste sovjetike përfshijnë Voskhod, Soyuz, të fluturuar pa kacavarje si Zond / L1, L3, TKS dhe stacionet hapësinore të ekuipazhit Salyut dhe Mir. Anije kozmike të tjera ekuipazhore amerikane përfshijnë anijen Gemini, anijen Apollo përfshirë Modulin Lunar Apollo, stacionin hapësinor Skylab, Anijen Hapësinore me Spacelab evropiane të pa shkëputur dhe stacionet hapësinore hapësinore evropiane dhe private të SHBA Spacehab dhe Dragon 2. SpaceX 2. Kina aktualisht po përdor Shenzhou (misioni i saj i parë i ekuipazhit ishte në 2003).

Aeroplanet

Disa automjete të ripërdorshme janë krijuar vetëm për fluturime kozmike, dhe këto shpesh quhen aeroplanë hapësinorë. Shembulli i parë i tillë ishte aeroplani hapësinor X-15 i Amerikës së Veriut, i cili zhvilloi dy fluturime të ekuipazhit të cilat arritën një lartësi prej mbi 100 km në vitet 1960. Anija e parë e ripërdorshme, X-15, u lëshua në ajër në një trajektore suborbital më 19 korrik 1963.

Anija e parë orbitale pjesërisht e ripërdorshme, pa kapsulë dhe me krahë, Shuttle Space, u lëshua nga SHBA në 20 vjetorin e fluturimit të Yuri Gagarin, më 12 Prill 1981. Gjatë epokës së Shuttle, u ndërtuan gjashtë orbita, të gjitha kanë fluturuar në atmosferë dhe pesë prej të cilave kanë fluturuar në hapësirë. Ndërmarrja u përdor vetëm për provat e afrimit dhe uljes, duke lëshuar nga pjesa e prapme e një Boeing 747 SCA dhe duke u rrëshqitur në uljet e pengesave në Edwards AFB, California. Anija e parë Hapësinore që fluturoi në hapësirë ​​ishte Columbia, e ndjekur nga Challenger, Discovery, Atlantis dhe Endeavour. Endeavour u ndërtua për të zëvendësuar Challenger kur humbi në Janar 1986. Columbia u shpërbë gjatë rikthimit në Shkurt 2003.

Nënsistemet

Sistemi mbështetës

Anijet kozmike të destinuara për fluturime në hapësirën njerëzore duhet të përfshijnë gjithashtu një sistem mbështetës të jetës për ekuipazhin.

Kontrolli i qëndrimit

Një anije kozmike ka nevojë për një nënsistem të kontrollit të qëndrimit që të orientohet drejt në hapësirë dhe t'i përgjigjet çiftit të rrotulluesve dhe forcave të jashtme siç duhet. Nënsistemi i kontrollit të qëndrimit përbëhet nga sensorë dhe aktuatorë, së bashku me algoritmet kontrolluese. Nënsistemi i kontrollit të qëndrimit lejon tregimin e duhur për qëllimin e shkencës, dielli që tregon për energji te vargjet diellore dhe toka për komunikimet.

GNC

Udhëzimi i referohet llogaritjes së komandave (zakonisht të bëra nga nënsistemi CDH) të nevojshme për të drejtuar anijen atje ku dëshirohet të jetë. Lundrimi nënkupton përcaktimin e elementeve orbitale të anijes kozmike ose pozicionin e saj. Kontrolli nënkupton rregullimin e portave të anijes për të përmbushur kërkesat e misioni.

Trajtimi i komandave dhe të dhënave

Nënsistemi CDH merr komanda nga nënsistemi i komunikimeve, kryen vërtetimin dhe dekodimin e komandave dhe shpërndan komandat në nënsistemet dhe përbërësit e duhur të anijes kozmike. CDH gjithashtu pranon të dhëna të shtëpisë dhe të dhëna shkencore nga nënsistemet dhe përbërësit e tjerë të anijes kozmike, dhe paketon të dhënat për ruajtje në një regjistrues të të dhënave ose transmetim në tokë përmes nënsistemit të komunikimit. Funksione të tjera të CDH përfshijnë ruajtjen e orës së anijes dhe monitorimin e gjendjes së shëndetit.

Komunikimi

Anijet kozmike, si robotike ashtu edhe ekuipazhit, përdorin sisteme të ndryshme komunikimi, për komunikim me stacione tokësore si dhe për komunikim midis anijeve në hapësirë. Teknologjitë e përdorura përfshijnë komunikimin RF dhe optik. Përveç kësaj, disa ngarkesa të anijeve kozmike janë në mënyrë të qartë për qëllimin e komunikimit tokë-tokë duke përdorur teknologjitë elektronike të marrësit / ritransmetuesit.

Fuqia

Anijet kërkojnë një nënsistem të gjenerimit dhe shpërndarjes së energjisë elektrike për furnizimin me energji të nënsistemeve të ndryshme të anijes. Për anijet kozmike pranë Diellit, panelet diellorë përdoren shpesh për të gjeneruar energji elektrike. Anijet kozmike të krijuara për të operuar në vende më të largëta, për shembull Jupiteri, mund të përdorë një gjenerator termoelektrik radioizotop (RTG) për të gjeneruar energji elektrike. Fuqia elektrike dërgohet përmes pajisjeve të kondicionimit të energjisë përpara se të kalojë përmes një njësie të shpërndarjes së energjisë mbi një autobus elektrik në përbërësit e tjerë të anijes kozmike. Bateritë zakonisht lidhen me autobusin përmes një rregullatori të ngarkimit të baterisë dhe bateritë përdoren për të siguruar energjinë elektrike gjatë periudhave kur energjia kryesore nuk është e disponueshme, për shembull kur një anije kozmike me orbitë të ulët të Tokës eklipsohet nga Toka.

Kontrolli termik

Anijet kozmike duhet të projektohen për t'i bërë ballë tranzitit përmes atmosferës së Tokës dhe mjedisit hapësinor. Ata duhet të veprojnë në një vakum me temperatura që variojnë potencialisht në qindra gradë Celsius si dhe (nëse i nënshtrohen rivendosjes) në prani të plazmave. Kërkesat e materialeve janë të tilla që përdorin kompozite prej tungsteni ose karboni nga temperatura e lartë e shkrirjes, materiale me dendësi të ulët si beriliumi dhe karbonii i përforcuar ose (ndoshta për shkak të kërkesave më të ulëta të trashësisë pavarësisht densitetit të lartë). Në varësi të profilit të misionit, anijes mund t'i duhet gjithashtu të veprojë në sipërfaqen e një trupi tjetër planetar. Nënsistemi i kontrollit termik mund të jetë pasiv, i varur nga zgjedhja e materialeve me veti rrezatuese specifike. Kontrolli termik aktiv bën përdorimin e ngrohësve elektrikë dhe disa aktuatorëve të tillë si dritaret për të kontrolluar diapazonin e temperaturës së pajisjeve brenda intervalit specifik.

Segmenti tokësor

Segmenti tokësor, megjithëse nuk është teknikisht pjesë e anijes, është jetik për funksionimin e anijes. Komponentët tipikë të një segmenti tokësor në përdorimin gjatë operacioneve normale përfshijnë një strukturë të operacioneve, të përpunimit dhe magazinimit të të dhënave, stacione tokësore për të rrezatuar sinjale dhe për të marrë sinjale nga anija, dhe një dhe rrjeti komunikimi të të dhënave për të lidhur të gjithë elementët e misionit.

Strukturat

Anije kozmike duhet të jetë e projektuar për të përballuar ngarkesat e nisjes dhe duhet të ketë një pikë bashkëngjitjeje për të gjitha nënsistemet e tjera. Në varësi të profilit të misionit, nënsistemi strukturor mund të ketë nevojë të përballojë ngarkesat e dhëna nga hyrja në atmosferë e një trupi tjetër planetar dhe ulja në sipërfaqen e një trupi tjetër planetar.

Ngarkesa

Ngarkesa varet nga misioni i anijes, dhe zakonisht konsiderohet si pjesa e anijes. Ngarkesat tipike mund të përfshijnë instrumente shkencorë (për shembull kamera, teleskopë, ose detektorë grimcash), ose një ekuipazh njerëzor.

Lëshuesi i automjetit

Lëshuesi i automjetit e shtyn anijen nga sipërfaqja e Tokës, përmes atmosferës, në një orbitë, orbita e saktë varet nga konfigurimi i misionit. Automjeti lëshues mund të jetë i harxhueshëm ose i ripërdorshëm.