Евгений Попов - Автоматические космические аппараты

исследования Земли как системы и земных объектов из космоса;

исследования земных объектов в космических условиях (как, например, земных материалов, механизмов в условиях сверхвысоких и сверхнизких температур, давлений, космической радиации и т. д.), а также изучение поведения, развития и способности к выживанию в искусственных средах на борту КА представителей животного мира и растительности при длительных полетах в космическом пространстве;

изучение космических объектов при помощи средств космической техники.

В космических исследованиях автоматические КА занимают почетное место, однако, конечно, большое значение имеют работы космонавтов на борту пилотируемых КА. Но следует заметить, что и для обеспечения длительного функционирования пилотируемых орбитальных научно-исследовательских комплексов в настоящее время используются тоже автоматические КА — «Прогрсссы». Эти транспортные корабли автоматически выводятся на орбиту, осуществляют маневрирование с целью изменения орбиты и способны самостоятельно провести стыковку с орбитальной станцией без участия космонавтов. Следовательно, помимо самостоятельной области применения, автоматические КА обеспечивают сейчас и успешную работу пилотируемых комплексов.

С целью более подробного, всестороннего изучения космических объектов во всем спектре электромагнитного излучения и глобального изучения Земли в космическое пространство за пределы земной атмосферы выводятся искусственные космические объекты. Это искусственные спутники Земли (ИСЗ) и межпланетные станции, которые самостоятельно проводят определенные научные исследования. Полет автоматического КА — не самоцель. Главное — это то, что в космическое пространство доставляется приборы, научное оборудование, с помощью которых можно проводить научные исследования, наблюдения, эксперименты.

Но один прибор в космическое пространство не отправишь. Для его приведения в действие необходима энергия (в самом простейшем случае электроэнергия), кто-то или что-то должно направить прибор объективом или датчиком в направлении интересующего нас объекта: звезды, планеты и т. д. Полученные же данные или результаты наблюдении надо доставить на Землю.

Для проведения исследовании в космическом пространстве и доставки результатов научных и технических экспериментов и созданы автоматические КА. Главный его элемент — научная аппаратура — оброс всевозможными служебными системами, предназначенными для поддержания ее в работоспособном состоянии, для наведения на объект исследования, для проведения эксперимента и доставки результата исследования на Землю. Так рядом с научным прибором появилась конструкция автоматического КА, нужная для размещения как самого прибора, так и обслуживающих его систем.

К системам КА относят радиотелсмстричсский комплекс, систему единого питания, систему ориентации, систему управления, систему терморегулирования, двигательную установку, систему отделения, систему разделения и др. Рассмотрим теперь подробно, что это за системы и для чего они необходимы.

Система отделения. Перед запуском на орбиту автоматический КА жестко крепится на последней ступени ракеты-носителя. Необходимость такого крепления вызвана транспортировкой всего ракетно-космического комплекса (ракеты-носителя с автоматическим КА), как правило, в горизонтальном положении. Узлы крепления выдерживают в этом случае нагрузку от консольно закрепленного автоматического КА и дополнительную перегрузку, возникающую от вибрации при движении к стартовому устройству, а также при выводе на орбиту. Но это же крепление должно легко освободить автоматический КА от последней ступени ракеты-носителя после выведения его на орбиту.

Рис. 1. Схема шарикового замка

Одним из наиболее распространенных способов крепления автомагического космического аппарата к ракете является крепление с помощью шариковых замков (рис. 1), которые устанавливаются в нескольких точках, симметрично расположенных по периферии стыковочной плоскости. Замков может быть три, но с увеличением массы автоматического КА, как правило, устанавливается четыре с целью создания более симметричной и равномерно распределенной нагрузки на узлы крепления КА к ракете. По периферии стыковочной плоскости между замками установлены так называемые шпильки, на которые КА свободно насаживается, причем они не препятствуют его отделению, а только помогают шариковым замкам удерживать КА от боковых перемещений. На шариковые замки наворачиваются гайки, и автоматический КА жестко крепится к верхнему торцу раксты-носитсля.