Մենք միշտ անհամբեր սպասում ենք տիեզերք կառավարվող առաքելություններին, բայց այսօր մենք խոսելու ենք այն մասին, թե ինչու անձնակազմի Երկիր վերադարձը դեռևս հսկայական մարտահրավեր է:
Տիեզերքը միշտ գրավել է մարդկանց, դա խորհրդավոր, չուսումնասիրված բան էր: Արշալույսները, հեռավոր մոլորակները մեզ հուշում են, խրախուսում են հետազոտել, փորձարկել և միջմոլորակային թռիչքներ կատարել: Արժե ասել, որ վերջերս տիեզերական թռիչքները, թեև մենք դեռ առաջին կարգով չենք ճամփորդում, կարծես թե յուրացված են հիմնական ծավալով։ Արտեմիս 1 առաքելությունը դեպի Լուսին արդեն պետք է թռչեր, սակայն եղանակային պայմանների պատճառով արձակումը հետաձգվեց մինչև սեպտեմբերի 2-ը։ Եվ մինչ մենք անհամբեր սպասում ենք մեկնարկին, մենք պետք է հասկանանք, որ վերադարձը նույնպես կրիտիկական պահ է լինելու, չնայած այն հանգամանքին, որ դա անօդաչու առաքելություն է։
Տիեզերական առաքելությունները կարելի է բաժանել երկու դասի. Նրանք, որոնցում տիեզերանավը մի օր կվերադառնա Երկիր, հիմնականում անձնակազմով առաքելություններ են, և նրանք, որոնք ստանում են միակողմանի տոմս: Այստեղ կարելի է նշել նաև ապագա օդաչուավոր առաքելությունները, օրինակ՝ դեպի Մարս Իլոն Մասկի կողմից, որոնք անպայման չեն վերադառնա Երկիր։ Բայց իրականում նման ինքնաթիռը նույնպես պետք է ինչ-որ տեղ վայրէջք կատարի։ Պարզվում է, որ վայրէջքի փուլը նման առաքելությունների ամենադժվար մասն է։ Այսօր մենք կփորձենք պարզել դա:
Կարդացեք նաև.
- Քվանտային ֆիզիկայի 100 տարի. 1920-ականների տեսություններից մինչև համակարգիչներ
- 5 ապագա տիեզերական առաքելություններ, որոնց մասին պետք է մտածել
Անձնակազմի և սարքավորումների անվտանգություն
Այն պահից ի վեր, երբ մարդն առաջին անգամ թռավ տիեզերք, մենք անհանգստացած ենք նրա առողջության և թռիչքի ընդհանուր հաջողությամբ: Օդաչուներով թռիչքների դեպքում ցանկացած պահ կարող է կրիտիկական լինել։ Օդանավում գտնվող անձնակազմի և սարքավորումների անվտանգությունը, եթե դա անօդաչու առաքելություն է, միշտ առաջնահերթություն է եղել: Նման առաքելությունների ինժեներներն ու ղեկավարները, ինչպես նաև իրենք՝ տիեզերագնացները կամ տիեզերագնացները, հասկանում էին նման թռիչքների բոլոր ռիսկերը։ Այս առաքելություններից ոչ բոլորն էին հաջողված, հատկապես առաջինները, բայց կարևոր էր եզրակացություններ անել, ուղղել սխալները և հետագայում դրանք չկրկնել։
Օրինակ, «Ապոլոն» տիեզերանավի առաջին առաքելության ժամանակ ամեն ինչ ողբերգական ավարտ ունեցավ նախաարձակման փորձարկումների փուլում։ Հայտնի Apollo 13 առաքելության ժամանակ թռիչքի ժամանակ դժբախտ պատահար է տեղի ունեցել, ինչի արդյունքում Լուսնի մակերեսին վայրէջքը դարձել է անհնար։ Լավ է, որ հնարավոր եղավ փրկել անձնակազմին և հաջողությամբ նավը հասցնել «Իվո Ջիմա» ավիակիրից 7,5 կմ հեռավորության վրա։ Եզրակացություններ արվեցին, և հաջորդ առաքելության նավը տիեզերք ուղարկվեց միայն 5 ամիս անց: Նույնիսկ ամենահաջող «Ապոլոն 11» առաքելությունը լի էր լարված պահերով տիեզերագնացների Լուսնի մակերևույթ վայրէջքի և դրան հաջորդած թռիչքի և Երկիր վերադառնալու ժամանակ: Խորհրդային «Սոյուզ» տիեզերանավը նույնպես բազմաթիվ վթարների է ենթարկվել։ Սա, ցավոք, եղել և մնում է տիեզերական արդյունաբերության նորմ:
Այո, դրանք հիմնականում միայնակ, անկանխատեսելի իրավիճակներ են: Այնուամենայնիվ, ցանկացած օդաչու տիեզերական առաքելությունում, որը ներառում է վերադարձ Երկիր, կա մի պահ, որը միշտ ցնցող է: Հավանաբար գիտեք անկանխատեսելի խնդիրները, որոնք առաջանում են Մարսի վրա անօդաչու մեքենաների վայրէջք կատարելիս, սակայն անձնակազմով առաքելությունների դեպքում վտանգված են մարդկային կյանքեր: Մենք բոլորս հիշում ենք 2003 թվականի աղետը՝ վայրէջքի ժամանակ «Կոլումբիա» մաքոքը պարզապես այրվել է մթնոլորտի խիտ շերտերում, ողբերգականորեն մահացել է յոթ հոգուց բաղկացած ողջ անձնակազմը։
Ստորև ներկայացնում ենք մի հատված «Ապոլոն-13» ֆիլմից, որը ցույց է տալիս տիեզերագնացների Երկրի վրա վայրէջքի գործընթացը։ Իհարկե, սա ֆիլմ է, որն ունի իր կանոնները, պարտադիր չէ, որ ճշգրիտ արտացոլի իրականությունը, բայց և շատ չի տարբերվում դրանից։
Կարդացեք նաև. Ջեյմս Ուեբ տիեզերական աստղադիտակ. 10 թիրախ, որոնք պետք է դիտարկել
Ինչո՞ւ է տիեզերքից անվտանգ Երկիր վերադառնալը նման խնդիր:
Թվում է, թե այստեղ պետք է օգնի գրավիտացիան, ուստի հրթիռի արագությունը դանդաղեցնելու համար պայքարելու կարիք չկա։ Բայց դրա արագությունը ժամում տասնյակ հազարավոր կիլոմետրեր է. սա այն արագությունն է, որն անհրաժեշտ է սարքին կամ Երկրի շուրջ ուղեծիր դուրս գալու համար (այսպես կոչված առաջին տիեզերական արագությունը, այսինքն՝ 7,9 կմ/վ), կամ նույնիսկ դրանից այն կողմ անցնելու համար ( երկրորդ տիեզերական արագությունը, այսինքն՝ 11,2 կմ/վ) և թռավ, օրինակ, դեպի Լուսին։ Եվ հենց այս բարձր արագությունն է խնդիրը:
Երկիր վերադառնալիս կամ այլ մոլորակի վրա վայրէջք կատարելիս հիմնական կետը արգելակումն է: Սա նույնքան անհանգիստ է, որքան նավը թռիչքի ժամանակ արագացնելը: Ի վերջո, հրթիռը թռիչքից առաջ Երկրի համեմատ չի շարժվել։ Եվ դա չի լինի նաև նրա վայրէջքից հետո: Ինչպես ինքնաթիռում, որ մենք նստում ենք օդանավակայանում: Չնայած թռիչքի ժամանակ այն հասնում է 900 կմ/ժ արագության (միջին չափի մարդատար ինքնաթիռի նավարկության արագությունը), սակայն վայրէջքից հետո կրկին կանգ է առնում։
Սա նշանակում է, որ հրթիռը, որը պատրաստվում է վայրէջք կատարել Երկրի վրա, պետք է իր արագությունը հասցնի զրոյի: Պարզ է թվում, բայց դա այդպես չէ: Ինքնաթիռը, որը Երկրի համեմատ պետք է դանդաղի 900 կմ/ժ-ից մինչև 0 կմ/ժ արագությունը, շատ ավելի հեշտ խնդիր ունի, քան հրթիռը, որը շարժվում է մոտ 28 կմ/ժ արագությամբ: Բացի այդ, հրթիռը ոչ միայն թռչում է խելահեղ արագությամբ, այլեւ գրեթե ուղղահայաց մտնում է մթնոլորտի խիտ շերտերը։ Ոչ թե ինքնաթիռի նման անկյան տակ, այլ գրեթե ուղղահայաց՝ Երկրի ուղեծրից հեռանալուց հետո։
Միակ բանը, որը կարող է արդյունավետորեն դանդաղեցնել ինքնաթիռը, դա Երկրի մթնոլորտն է: Իսկ այն բավականին խիտ է նույնիսկ արտաքին շերտերում եւ առաջացնում է շփում իջնող սարքի մակերեսի վրա, որը անբարենպաստ պայմաններում կարող է հանգեցնել դրա գերտաքացմանն ու ոչնչացմանը։ Այսպիսով, այն բանից հետո, երբ տիեզերանավը դանդաղում է առաջին տիեզերանավից մի փոքր պակաս արագությամբ, այն սկսում է իջնել՝ ընկնելով Երկիր: Մթնոլորտում թռիչքի համապատասխան ուղի ընտրելով՝ հնարավոր է ապահովել թույլատրելի արժեքը չգերազանցող բեռների առաջացումը։ Այնուամենայնիվ, վայրէջքի ժամանակ նավի պատերը կարող են և պետք է տաքանան մինչև շատ բարձր ջերմաստիճան: Ուստի անվտանգ վայրէջք դեպի Երկրի մթնոլորտ հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե արտաքին պատյանում կա հատուկ ջերմապաշտպան սարք։
Նույնիսկ Մարսի մթնոլորտը, որն ավելի քան 100 անգամ բարակ է Երկրից, լուրջ խոչընդոտ է: Դա զգում են բոլոր սարքերը, որոնք իջնում են Կարմիր մոլորակի մակերես։ Շատ հաճախ նրանց հետ պատահում են դժբախտ պատահարներ, կամ պարզապես այրվում են Մարսի մթնոլորտում։
Երբեմն նման արգելակումը օգտակար է, ինչի մասին վկայում են այն առաքելությունները, որոնցում մթնոլորտը ծառայում էր որպես լրացուցիչ արգելակ՝ օգնելով մեքենաներին մտնել մոլորակի թիրախային ուղեծիր։ Բայց սրանք բավականին բացառություններ են։
Հետաքրքիր է նաև.
Մթնոլորտային արգելակումը արդյունավետ է, բայց ունի հսկայական թերություններ
Այո, մթնոլորտային արգելակումը բավականին արդյունավետ է, բայց ունի հսկայական թերություններ, թեև դա անհրաժեշտ է արդյունավետ արգելակման համար։
Նման դանդաղումը այլ մոլորակներ ուղեծրային առաքելությունների դեպքում ամբողջական չէ, իսկ Երկիր վերադարձը կապված է լիակատար դանդաղման հետ։ Նույնը վերաբերում է մարսագնացի վայրէջքին Մարսի վրա։ Զոնդը, որը մտնում է իր ուղեծիր, չպետք է ամբողջությամբ կանգնի, հակառակ դեպքում այն կընկնի Կարմիր մոլորակի մակերեսին:
Տիեզերքում գտնվող սարքերը, որոնք պտտվում են Երկրի շուրջ կամ վերադառնում Լուսնից, շարժվում են այն ահռելի արագությամբ, որը տրվել է նրանց թռիչքի պահին: Ուստի, օրինակ, Միջազգային տիեզերակայանը ժամանակ առ ժամանակ կարգավորում է ուղեծիրը՝ բարձրացնելով այն, քանի որ որքան այն լինի, այնքան ցածր պետք է լինի ուղեծրում մնալու համար անհրաժեշտ արագությունը։
Քանի որ այդ արագությունների ապահովումը պահանջում է էներգիայի համապատասխան ծախս, արգելակումը պետք է կապված լինի էներգիայի նմանատիպ ծախսերի հետ: Հետևաբար, եթե հնարավոր լիներ դանդաղեցնել սարքը մինչև մթնոլորտ մտնելը, թռչել ցածր արագությամբ կամ նույնիսկ դանդաղ ընկնել Երկիր, այն այդքան չէր տաքանա, իսկ անձնակազմի համար վտանգը չնչին կլիներ։
Ահա թե որտեղ է բռնումը: Տիեզերական թռիչքները պահանջում են հսկայական էներգիայի ծախսեր։ Հրթիռի օգտակար բեռնվածքի զանգվածը հրթիռի ընդհանուր թռիչքային զանգվածի փոքր մասն է։ Մեծ մասամբ հրթիռի մեջտեղում վառելիք կա, որի մեծ մասն այրվում է մթնոլորտի ստորին շերտերով անցնելու առաջին փուլում։ Անհրաժեշտ է տիեզերք ուղարկել նավի սարքավորումները կամ անձնակազմը։ Վառելիք է անհրաժեշտ նաև վայրէջքի ժամանակ Երկրի ուղեծրից դուրս գալու համար և դրա շատ մեծ քանակություն։ Հետեւաբար, արգելակելիս վտանգ կա, որ վառելիքը կհանգեցնի նավի հրդեհի: Շատ դեպքերում հենց վառելիքի տանկերն են պայթում բարձր ջերմաստիճանից վայրէջքի ժամանակ։
Հետաքրքիր է նաև.
- 10 ամենատարօրինակ բաները, որ մենք իմացանք սև խոռոչների մասին 2021 թվականին
- Terraforming Mars. Կարմիր մոլորակը կարո՞ղ է վերածվել նոր Երկրի:
Վայրէջք՝ թռիչքի նման, միայն հակառակ ուղղությամբ
Մթնոլորտ մտնելուց առաջ մեքենան գրեթե ամբողջությամբ դանդաղեցնելու համար անհրաժեշտ կլինի օգտագործել նույն քանակությամբ վառելիք, ինչ թռիչքի ժամանակ՝ ենթադրելով, որ տրանսպորտային միջոցի զանգվածը էապես չի փոխվում առաքելության ընթացքում։ Այնուամենայնիվ, երբ նավի քաշին ավելացնում ենք նավը բարձրացնելու և հետագա արգելակման համար անհրաժեշտ վառելիքը, պարզվում է, որ այն բազմապատկվում է։ Եվ հենց այս տխուր տնտեսական հաշվարկն է նշանակում, որ դեռ պետք է ապավինել Երկրի մթնոլորտի արգելակմանը։
Օրինակ՝ SpaceX Falcon 9 հրթիռները վայրէջք կատարելիս վառելիք է օգտագործվում, բայց այստեղ հրթիռն ինքնին շատ թեթև է (հիմնականում միայն վառելիքի բաքն է վերադառնում Երկիր), և հեռավոր ուղեծրից վերադարձ չի իրականացվում։
Ինժեներները հաշվարկել են, որ Երկրի վրա վայրէջք կատարելու համար անհրաժեշտ է վառելիքի նույն ռեսուրսները մեկ կիլոգրամի համար, ինչ ուղեծիր թռիչքը: Այսինքն՝ գրեթե թռիչքի է նման, միայն հակառակ ուղղությամբ։
Եվ, հավանաբար, այդպես կլինի դեռ երկար։ Ոչ միայն Artemis 1 առաքելությունների ժամանակ, այլ նաև այն բանից հետո, երբ մարդը կհասնի Կարմիր մոլորակ: Երբ ինչ-որ չափով այս խոչընդոտը կհաղթահարվի, այն ժամանակ կարելի կլինի ասել, որ վերջապես յուրացրել ենք տիեզերական թռիչքները։ Որովհետև բոլորը կարող են թռիչք կատարել, բայց վայրէջքի հետ կապված խնդիրներ կարող են լինել:
Բայց պատմությունը բազմաթիվ օրինակներ գիտի, երբ մեր գիտնականներին ու ինժեներներին հաջողվել է լուծել բարդ խնդիրներ։ Հուսով ենք, որ շատ շուտով դեպի Լուսին կամ Մարս թռիչքը չի լինի ավելի դժվար, քան Նյու Յորքից Կիև թռիչքը: Հաճելի և ապահով վայրէջքով։
Եթե ցանկանում եք օգնել Ուկրաինային պայքարել ռուս օկուպանտների դեմ, ապա դա անելու լավագույն միջոցը Ուկրաինայի զինված ուժերին նվիրատվություն կատարելն է. Savelife կամ պաշտոնական էջի միջոցով NBU.
Կարդացեք նաև.
Ինչու՞ նրանք չեն օգտագործում հիբրիդային տիեզերանավերի վերադարձի սցենարները: Ոչ ջերմակայուն «թևեր» և ոչ ջերմային աբլացիոն վահաններ + պարաշյուտ։
Մթնոլորտի դեմ արգելակմամբ սահում, վերջնական կառավարվող «պարաշյուտով թռիչք» իմպրովիզացված «բատուտի» վրա։ Եվ պետք չէ վառել վառելանյութը, գուցե չարտադրված մնացորդները։ Շասսին թողնում ենք գետնին, վերցնում ենք միայն կառավարման համակարգը։
Հետաքրքիր է հատկապես չճանաչված մաթեմատիկական հանճարի ու գործնական ալտրուիստի կարծիքը։