Космическая скорость

Шэньчжоу (Китай, 2003 год)

Шэньчжоу — пилотируемый космический корабль Китая, разработанный по технологиям “Союза”. Очень сильно напоминал советско-российский корабль, но отличался габаритами. 


Фото: STR / AFP / Китайский корабль Шэньчжоу-9 с тайконавтами на борту на подлете к модулю космической станции Tiangong-1

Поднебесная использовала аппарат для пилотируемых полетов с 2003 по 2016 годы. За это время КНР осуществила 6 запусков: тайконавты (так в Китае называют космонавтов) выходили в открытый космос, отрабатывали технологии сближения с китайской космической лабораторией Тяньгун-1 и Тяньгун-2, проводили стыковки с ними.  

SpaceX против Роскосмоса

В мае 2020 года SpaceX доказала, что отправку людей на МКС можно доверить даже частной компании. Она успешно доставила астронавтов Боба Бенкена (Bob Behnken) и Дага Херли (Doug Hurley) и взяла с NASA гораздо меньше денег, чем Роскосмос. Ведь полет туда и обратно на российских «Союзах» обходился американцам в целых 85 миллионов долларов за человека. А стоимость одного места на Crew Dragon оценивается примерно в 55 миллионов долларов.

Стыковка «Союза» с МКС

В то время как на сайте roscosmos.ru появился раздел со стихами Дмитрия Рогозина (главы Роскосмоса), компания SpaceX смогла поместить на корабле сразу 3 человека. А в российские «Союзы» помещалось максимум 3 человека. То есть, если бы NASA требовалось за один раз отправить на МКС четырех космонавтов, одному из них потребовалось бы ждать следующего полета. Сейчас аэрокосмическое агентство может доставлять на станцию больше людей за меньшие деньги.

Знаменитый список уже обновлен

Тот факт, что компания SpaceX уже официально начала выполнять заказы на регулярные пассажирские рейсы в космос, доказывает, что «батут работает». Напомним, что в 2014 году Дмитрий Рогозин в ответ на санкции против своего космодрома предложил американским коллегам «доставлять своих астронавтов на МКС с помощью батута». После первого запуска Crew Dragon с астронавтами на борту в мае 2020 года, Илон Маск во время конференции со смехом подчеркнул, что «батут работает».

Твит Дмитрия Рогозина найти не удалось, но в Интернете есть скриншот

Дональд Трамп и Джо Байден уже поздравили SpaceX с очередным успехом. Комментариев со стороны Роскосмоса пока замечено не было. На данный момент лишь известно, что российские космонавты смогут полетать на корабле Crew Dragon летом 2021 года. Об этом, по крайней мере, сообщила руководительница отдела пилотируемых полетов NASA Кэти Людерс (Kathy Lueders).

Скорость космического корабля (км/ч)

Минимальной скоростью, с которой можно выйти на орбиту вокруг Земли считается 8 км/с. Сегодня нет надобности разрабатывать самый быстрый в мире корабль, поскольку мы находимся в самом начале космического пространства. Ведь максимальная высота, которой мы смогли достичь в космосе, всего 500 км. Рекорд самого быстрого передвижения в космосе был установлен в 1969 году, и пока побить его не удалось. На космическом корабле Аполлон 10 трое космонавтов, побывав на орбите Луны, возвращались домой. Капсула, которая должна была доставить их из полета, сумела развить скорость 39,897 км/ч. Для сравнения давайте рассмотрим, с какой скоростью летит космическая станция. Максимально она может развиться до 27 600 км/ч.

Заброшенные космические корабли

Сегодня для космолетов, пришедших в негодность, создали кладбище втихом океане, где могут найти свой последний приют десятки заброшенных космических кораблей. Катастрофы космических кораблей

В космосе случаются катастрофы, часто забирающие жизни. Наиболее частыми, как ни странно, являются аварии, которые происходят из-за столкновения с космическим мусором. При столкновении орбита движения объекта смещается и становится причиной крушения и повреждений, часто становящихся причиной взрыва. Самой известной катастрофой является гибель пилотируемого американского корабля Челленджер.

Чем Crew Dragon лучше «Союза»? И лучше ли?

Многие все еще не готовы принять наблюдаемую реальность и поэтому говорят: «Запуская Crew Dragon, США с трудом повторяют то же самое, что Россия и Китай делали все эти годы, отправляя на орбиту людей. Они просто запускают капсулу на станцию, а потом сажают её назад на парашюте. Что тут такого сенсационного?»

Но эта точка зрения предельно далека от истины. Чтобы понять «что тут такого», сперва следует вспомнить, что такое космический корабль Crew Dragon на самом деле — и почему это действительно революция в сравнении с «Союзам».

SpaceX

Прежде всего: «Союз» по объемам практически не изменился со своего первого полета, состоявшегося 53 года назад. В то время никаких крупных орбитальных станций не было, смысла в возке большего числа людей на орбиту не было тоже. Поэтому герметичный объем этого корабля , а доступный экипажу — и  6,5 м³. Причем спуск осуществляется в отделяемой спускаемой капсуле, с доступным людям объемом всего в . Поэтому туда нереально посадить больше трех человек в скафандре (0,83 кубометра на человека). И хотя технически «Союз» может летать с экипажем 17,7 суток, на практике после одного такого эксперимента никто не горит желанием его повторит. Даже когда экипаж урезали до двух человек (один человек на 1,25 кубометра), в корабле было так тесно, что нормальные тренировки космонавтов наладить не удалось, и после спуска на Землю они не смогли дойти своими ногами даже до автобуса — такой была детренировка мышц в невесомости.

Space X

Корабль Crew Dragon

Crew Dragon возвращается на Землю весь целиком, объем его герметичного жилого пространства — 9,3 м³, причем весь этот объем доступен экипажу. Поэтому туда можно посадить семь членов экипажа. И на них все равно будет приходиться 1,33 кубометра на человека — больше, чем на «Союзе».

Пассажировместимость этого корабля так велика, что NASA в одиночку просто не сможет ее полностью использовать: агентство планирует отправлять лишь по четыре человека, поскольку МКС имеет ограниченный объем и поддерживать на ней слишком большой экипаж сложно, да и расходы на станцию тогда бы возросли. Тем не менее, в космосе редко бывают «излишки». Почти наверняка «лишнее» пространство со временем займут представители других стран, желающие попасть на орбиту, или космические туристы. Избыток места полезен еще в одном отношении: на борту этого корабля есть туалет, в то время как «Союзов» (а равно и более ранних ), отправление естественных надобностей было несколько более экзотичным.

Кроме того, у нового американского корабля полезная нагрузка, доставляемая на станцию, помимо астронавтов может составлять несколько центнеров. Пока она чисто теоретическая, поскольку потребности станции удовлетворяют отдельные грузовые «Драконы», но в будущем ситуация может измениться.

«Союзы» на станцию везут людей — можно добавить сотню килограмм груза, но не более. Поскольку два из трех отсеков российского корабля, создававшегося еще при Королеве, не возвращаются на Землю, груз размещать особо негде: с МКС больше 100 килограмм «Союз» не вернет. А это бывает необходимым: образцы космических экспериментов, требующие ремонта скафандры и другое имущество периодически надо возвращать на планету. Crew Dragon спокойно может возвращать с собой многие центнеры нагрузки.

Характеристики Crew Dragon очень близки к считающейся перспективной российской «Федерации», которую недавно переименовали в «Орла». Его полезный жилой объем такой же — 9,3 м³, экипаж ограничен четырьмя космонавтами, и тоже есть возможность возвращения центнеров груза с орбиты. Но при формальной близости их параметров важен один нюанс: «Орел» даже первый, беспилотный испытательный полет ранее 2023 года, а первый пилотируемый — ранее 2025 года. Crew Dragon, пилотируемый корабль SpaceX, в 2019 году уже на орбиту в беспилотном варианте, а весной 2020 года попал туда и с экипажем на борту. Иными словами, пока SpaceX обгоняет «Роскосмос» в создании нового космического корабля как минимум на четыре года. В реальности эта цифра может даже возрасти.

Вычисление и понимание

В инерциальной системе отсчёта на объект, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, будет действовать только одна сила — сила тяготения Земли. При этом движение объекта не будет ни равномерным, ни равноускоренным. Происходит это потому, что скорость и ускорение (величины не скалярные, а векторные) в данном случае не удовлетворяют условиям равномерности/равноускоренности движения — то есть движения с постоянной (по величине и направлению) скоростью/ускорением. Действительно — вектор скорости будет постоянно направлен по касательной к поверхности Земли, а вектор ускорения — перпендикулярно ему к центру Земли, при этом по мере движения по орбите эти векторы постоянно будут менять своё направление. Поэтому в инерциальной системе отсчёта такое движение часто называют «движение по круговой орбите с постоянной по модулю скоростью».

Уравнение второго закона Ньютона для тела, принимаемого за материальную точку, движущегося по орбите вокруг планеты c радиальным распределением плотности, можно записать в виде

ma=GMmR2,{\displaystyle ma=G{\frac {Mm}{R^{2}}},}

где m{\displaystyle m} — масса объекта, a{\displaystyle a} — его ускорение, G{\displaystyle G} — гравитационная постоянная, M{\displaystyle M} — масса планеты, R{\displaystyle R} — радиус орбиты.

В общем случае при движении тела по окружности с постоянной по модулю скоростью v{\displaystyle v} его ускорение равно центростремительному ускорению v2R .{\displaystyle {\frac {v^{2}}{R}}\ .} С учётом этого уравнение движения с первой космической скоростью v1{\displaystyle v_{1}} приобретает вид:

mv12R=GMmR2.{\displaystyle m{\frac {v_{1}^{2}}{R}}=G{\frac {Mm}{R^{2}}}.}

Отсюда для первой космической скорости следует

v1=GMR.{\displaystyle v_{1}={\sqrt {G{\frac {M}{R}}}}.}

Радиус орбиты складывается из радиуса планеты R{\displaystyle R_{0}} и высоты над её поверхностью h{\displaystyle h}. Соответственно, последнее равенство можно представить в виде

v1=GMR+h.{\displaystyle v_{1}={\sqrt {G{\frac {M}{R_{0}+h}}}}.}

Подставляя численные значения для орбиты, расположенной вблизи поверхности Земли (h ≈ 0, M = 5,97·1024 кг, R = 6 371 км), получаем

v1≈{\displaystyle v_{1}\approx } 7,9 км/с.

Период обращения спутника по круговой орбите равен:

T=2πRv=2πRRGM.{\displaystyle T={\frac {2\pi R}{v}}=2\pi R{\sqrt {\frac {R}{GM}}}.}

При удалении спутника от центра Земли в 42 200 км период обращения становится равным 24 часа, то есть времени обращения Земли вокруг своей оси. Если запустить на круговую орбиту спутник на такой высоте в сторону вращения Земли в плоскости экватора, то он будет висеть над одним и тем же местом поверхности Земли на высоте 35 800 км (геостационарная орбита).

С увеличением высоты орбиты первая космическая скорость уменьшается. Так, на высоте 100 км над поверхностью Земли она равна 7 844 м/с, а на высоте 300 км — 7 726 м/с.

Другое выражение первой космической скорости имеет вид: v1=gR{\displaystyle v_{1}={\sqrt {gR}}}, где g{\displaystyle g} — ускорение свободного падения на расстоянии R{\displaystyle R} от центра Земли.

Если скорость тела направлена горизонтально и при этом больше первой космической скорости, но меньше второй космической, то орбита представляет собой эллипс.

Сколько лететь на Марс и другие планеты?

Расстояние до планеты Марс около 56 млн км. С учетом возможностей последних технологий лететь до Марса придется минимум 210 дней. Получается это 266 666 километров в день со скоростью 3 км в секунду или 11 111 км в час. Одна из главных проблем при полете на другие планеты – скорость ракеты в космосе километров в час будет недостаточно. На данный момент более реальным покажется полет на Марс за марсианскими образцами.

Если до ближней планеты Марс лететь около 210 дней, что сложно физически, но достижимо для человека, то полеты на другие планеты просто невозможны в результате физических возможностей людей.

Стоит отметить, что скорость ракеты зависит от двигателя. Чем быстрее будут вырываться газы из сопла двигателя, тем быстрее летит ракета. Газ, который образуется при сгорании современного химического топлива, развивает скорость 3-4 км в секунду (10 800 – 14 400 км в час). При этом максимальная быстрота перемещения, которую могут сообщить ракете с космическим кораблем, сокращается.

Прямо в космос

В зависимости от транспорта, астронавты также переживали довольно высокие перегрузки — от 3 до 8 во время взлета и входа в атмосферу соответственно. Эти перегрузки, как правило, представлены давлением силы тяжести спереди назад, благодаря разумной практике привязывания космических путешественников к сиденьям, лицом ориентированным в направлении движения. Как только аппарат набирает скорость в 26 000 км/ч на орбите, астронавты ощущают свою скорость не больше, чем пассажиры коммерческого авиалайнера.

Микрометеориты будут не единственной помехой для будущих космических миссий, когда люди разгонятся до высоких скоростей. В процессе марсианской миссии придется решать другие практические вопросы, включая вопрос питания экипажа и увеличения продолжительности жизней его членов вследствие радиационного воздействия. Сокращение времени путешествия, впрочем, может смягчить эти проблемы, чем быстрее, тем лучше.

Корабли “Союз” (СССР/Россия, 1967 год)

Капсулы «Союз», которые до сих пор доставляют на орбиту космонавтов и астронавтов, начали летать вскоре после выхода “на пенсию” кораблей «Восход».


Фото: NASA / Космический корабль Союз на подлете к МКС

Первый пилотируемый запуск “Союза-1” состоялся в апреле 1967 года. К сожалению, миссия потерпела неудачу. Во время возвращения на Землю из-за проблем с парашютами погиб  единственный космонавт на борту аппарата — Владимир Комаров. Причина: отказ парашютной системы. 

Разумеется, корабли, которые сегодня летают на орбиту, не похожи на те, что летали 1960-х годах. На протяжении десятилетий сперва советские инженеры, а потом российские улучшали и создавали новые версии “Союзов”.

Однако устройство всех новых вариантов кораблей не менялось. “Союз” всегда состоял из трех отсеков:

— в центре располагается спускаемый модуль, в котором космонавты сидят во время запуска и в котором возвращаются на Землю. Здесь находятся системы жизнеобеспечения, управления, парашютная система;

— выше спускаемого модуля — бытовой отсек. Он оснащен системой сближения и стыковочным узлом. Здесь находится груз для МКС и туалет;

— ниже спускаемого модуля — приборно-агрегатный отсек с двигательной установкой, топливом и другими служебными системами. 

С 1967 года на “Союзах” космонавты и астронавты совершили 150 полетов. Эти корабли продолжают оставаться самой проверенной и безопасной системой космических запусков: за всю их историю с советско-российскими аппаратами произошло всего 7 аварий. 

Обреченные бежать за светом

Неужели мы навсегда застряли на субсветовой скорости из-за нашей хрупкой биологии? От этого ответа зависит не только возможность установления нового человеческого (или галактического) рекорда скорости, но и перспективы нашего становления межзвездным сообществом. При скорости в половину световой, которой нас ограничил Эдельштейн, путешествие к ближайшей звезде займет 16 лет.

Но Миллис дает надежду. Глядя на то, как люди изобрели костюмы для того, чтобы справиться с высокой нагрузкой гравитации, и микрометеоритное экранирование для безопасного путешествия на потрясающей скорости, можно предположить, что мы разработаем способы преодоления скоростных барьеров одного за другим.

Космические путешествия нового поколения

Жажда скорости приведет нас к новым препятствиям. Новейшие судна NASA, которые могут побить рекорд скорости «Аполлона-10», по-прежнему будут полагаться на проверенные временем двигательные системы химических ракет, используемые со времен первых космических миссий. Но у таких систем есть существенные ограничения скорости из-за низкого количества энергии, которую они выпускают на единицу топлива.

Итак, чтобы достичь более высоких скоростей для отправки людей на Марс и за его пределы, ученые ищут новые подходы. «Системы, которые у нас сейчас имеются, достаточно хороши, чтобы доставить нас туда, — говорит Брей. — Но хотелось бы увидеть революцию в сфере реактивного движения».

Эрик Дэвис, старший научный сотрудник Института перспективных исследований в Остине, описывает три наиболее перспективных способа — с применением традиционной физики — которые помогут человечеству достичь приличных межпланетных скоростей. Если коротко, это три явления с выходом энергии: распад, синтез и аннигиляция антивещества.

Первый метод заключается в расщеплении атомов, как это делается в коммерческих ядерных реакторах. Второй, синтез, соединяет атомы в более тяжелые атомы — эта реакция питает Солнце и наши надежды на появление устройств термоядерного синтеза, которые «всегда в 50 годах от нас».

Лучшим способом разогнать космический аппарат будет антиматерия, доппельгангер обычной материи. Когда два этих вида вещества вступают в контакт, они уничтожают друг друга с выходом чистой энергии. Сегодня уже существуют технологии для производства и хранения (хотя и в мизерных объемах) антиматерии. Но производство антиматерии в разумных объемах потребуют дорогостоящих заводов следующего поколения, а проектирование двигателя на антивеществе будет еще дороже. Впрочем, ученые не сидят без дела, и, как говорит Дэвис, на чертежной доске есть немало хороших проектов.

Полеты на Марс и другие планеты

Расстояние до Марса порядка 56 000 000 км. С учетом возможностей существующих технологий лететь до Марса минимум 210 дней.

Это 266 666 км в день или со скоростью 11 111 километров в час 3 км в секунду.

Одной из основных существующих проблем при полете на другие планеты является  скорость ракеты в космосе км/ч которой не достаточно. Пока что более реальней планируется полёт на Марс за марсианскими образцами.

Если до самой ближайшей планеты Марс лететь минимум 210 дней, что физически трудно, но достижимо для человека, то полеты на другие планеты невозможны из-за физиологических возможностей людей.

Скорость ракеты в космосе км/ч зависит от двигателя. Чем с большей быстротой вырываются газы из сопла реактивного двигателя, тем быстрее летит ракета. Газ, образующийся при сгорании современного химического топлива, имеет скорость 3-4 километра в секунду (10 800-14 400 километров в час). И этим ограничивается максимальная быстрота перемещения, которую они могут сообщить ракете с космическим кораблем.

Процесс изучения

Спутник-1

Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.

А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.

С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.

Аппарат “Меркурий” (США, 1961 год)

Во время “космической гонки” между СССР и США, которая длилась с 1957 по 1988 годы, Америка стремилась обогнать Советский Союз в разработке капсулы для доставки человека на орбиту. Такой аппарат американцы построили в рамках программы “Меркурий”, но запустить его первыми не успели. 


Фото: NASA / Инженеры агентства осматривают капсулу Меркурия

Корабль “Меркурий” — это 8-метровый пилотируемый аппарат конической формы, состоявший из спускаемой капсулы, отсека с тормозной двигательной установкой и 18-ти двигателей ориентации, работавших на перекиси водорода. При входе корабля в атмосферу тормозная двигательная установка сбрасывалась, на высоте 7 и 3 километров раскрывались тормозные и основные парашюты, после чего капсула приводнялась в океан.  

Для кораблей серии «Меркурий» расчет новой точки входа в атмосферу при спуске производили компьютеры на Земле в режиме реального времени, после чего все данные передавались астронавту по радиосвязи.

Полеты людей на “Меркуриях” на орбиту выполнялись с 1961 по 1963 годы: всего было сделано 6 таких пусков. 

Первая космическая скорость

Чтобы понять, при каких условиях тело может стать искусственным спутников Земли, рассмотрим рисунок 1. Он представляет собой копию рисунка, сделанного Ньютоном. На этом рисунке изображен земной шар, а на нем показана высокая гора, с вершины которой бросают камни, придавая им различные по модулю и горизонтально направленные скорости. Брошенные камни отклоняться под действием силы тяжести от прямолинейного пути и, описав кривую траекторию, упадет, наконец, на Землю.

Рисунок 1.

Если бросить камень с большей скоростью, то он упадет дальше.

Таким образом, при отсутствии сопротивления воздуха и при достаточно большой скорости тело вообще может не упасть на Землю, а будет описывать круговые траектории, оставаясь на одной и той же высоте над Землей.

Для того чтобы двигаться вокруг Земли по круговой орбите с радиусом, мало отличающимся от радиуса Земли $R_{3} $, тело должно обладать вполне определенной скоростью $v_{1} $, величину которой можно определить из условия равенства произведения массы тела на ускорение силы тяжести, действующей на тело:

Отсюда:

Определение 1

Следовательно, для того чтобы какое-либо тело стало спутником Земли, ему необходимо сообщить скорость $v_{1} $ которая называется первой космической скоростью. Подстановка значений $g$ и $R_{3} $ дает для первой космической скорости следующее значение:

$v_{1} =\sqrt{gR_{3} } =8$км/с.

Космический туризм

За всю историю существования станции ее посетило более 28 экспедиций, а общая численность людей, побывавших в космосе на ней, – около 200. Несмотря на большое расстояние до МКС и сложность полета, на станцию допускают туристов. Здесь побывало 8 человек, чья деятельность не связана с астрономией, космосом. Подобная туристическая поездка стоит не дешево – около 30 миллионов долларов.

С МКС Земля кажется необычной: она удивительна, завораживает. В последнее время все больше людей желает побывать в космосе, даже если придется потратить на это огромную сумму денег. Все это ради того, чтобы увидеть, как выглядит наш мир с высоты. А зная, на какой высоте летает орбитальная станция МКС, можно только гадать, какие виды открываются сверху на нашу планету.

Начиная с 2014 года, были внесены расширения по космическому туризму. Теперь полет на станцию обходится дешевле. Для этого применяют межорбитальный корабль. В ближайшем будущем предполагается расширить возможности для туризма. После внедрения новшеств количество желающих побывать на орбите Земли должно вырасти.

Из космоса туристы могут увидеть не только континенты, океаны, но и города, горы. Со станции видны грозы, ураганы, сияние звезд. А какие виды открываются на Луну! Поражают своей красотой и жестокостью действующие вулканы.

Второй запуск Crew Dragon

Изначально запуск корабля планировалось произвести раньше, но его перенесли из-за плохих погодных условий. Но 16 ноября, в 03:27 по Москве, ракета-носитель Falcon 9 с кораблем Crew Dragon успешно поднялась в воздух с мыса Канаверал, штат Флорида. После вывода корабля на достаточную высоту, первая ступень Falcon 9 отделилась от нее и благополучно опустилась на плавучую платформу в Атлантическом океане. После небольшого ремонта ее можно будет использовать повторно.

На момент написания этой статьи корабль Crew Dragon находится на пути к МКС. Примерно через 27 часов с момента запуска она достигнет станции и произведет стыковку в автоматическом режиме. Если вы хотите на своем опыте узнать, насколько сложный это процесс, перейдите по этой ссылке и поиграйте в симулятор стыковки.

Скорость корабля для полета на Луну

Для полёта на Луну космический корабль стартовал до орбитальной скорости в 29 000 км/ч, а затем  разогнан до скорости примерно до 40 000 километров в час.  При такой скорости космический корабль может удалиться на расстояние, на котором на него уже притяжение Луны сильнее притяжения Земли. Современная техника позволяет создавать корабли, достигающие упомянутой быстроте перемещения.
Однако если не будут действовать двигатели корабля, он разгонится притяжением Луны и упадет на нее с огромной силой, и всё живое внутри корабля погибнет. Поэтому, если в начале пути Земля-Луна реактивные двигатели ускоряют корабль в направлении к Луне, то после того как лунное притяжение сравняется с земным, двигатели будут действовать в противоположном направлении. Так обеспечивается мягкая посадка на Луну, при которой все люди внутри корабля остаются невредимыми.
Воздуха на Луне нет поэтому находиться на ней люди могут только в специальных скафандрах. Первым человеком, ступившим на поверхность Луны, был американец Армстронг, и произошло это в 1969 году, тогда первое знакомство с составом лунного грунта состоялось. Изучение его поможет лучше понять историю образования солнечной системы. Геологи не исключают нахождение на Луне таких ценных веществ, которые будет целесообразно добывать.
Масса Луны существенно меньше массы Земли. Значит, взлететь с нее легче и дорога в дальний космос легче осуществится с нее. Не исключено что эту возможность человечество в дальнейшем будет использует. Скорость вылета на орбиту Луны гораздо меньше и составляет  – 1,7 км/с или 6120 км/ч.

Опасность скорости света

О видеоролике и истории его создания было рассказано в издании ScienceAlert. Хочется скорее перейти к сути мультфильма, поэтому в историю создания особо углубляться не будем. Скажу только то, что основную роль в его разработке играли эксперты из Goddard Media Studios, которые в основном и занимаются производством красивых видео для агентства NASA. По сюжету, забавное инопланетное существо построило космический корабль и собирается отправиться в космическое путешествие со скоростью света. Но он не знает о возможных проблемах, и закадровый голос вкратце о них рассказывает.

Отложив в сторону вопрос о том, как собрать космический корабль из фантастических фильмов, авторы сразу переходят к перечислению проблем:

  • во-первых, при достижении скорости света у пилотов в корне меняется ощущение пространства и времени;
  • во-вторых, при движении на огромных скоростях, космический корабль будет сталкиваться с немыслимым количеством космических частиц, которые могут буквально поджарить корпус;
  • в-третьих, при слишком быстром достижении скорости света, корабль может не выдержать нагрузки и развалиться на части.

Почему космос черный?

Изображение космоса, как его видит человеческий глаз

Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.

Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.

Первая космическая скорость

Первая космическая скорость или Круговая скорость V1 — скорость, которую необходимо придать объекту без двигателя, пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты, чтобы вывести его на круговую орбиту с радиусом, равным радиусу планеты.

Иными словами, первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите.

Формула

где   G — гравитационная постоянная (6,67259·10−11 м³·кг−1·с−2), — первая космическая скорость. Подставляя численные значения (для Земли M = 5,97·1024 кг, R = 6 378 км), найдем

7,9 км/с

Первую космическую скорость можно определить через ускорение свободного падения —

Какой должна быть скорость корабля для полета на Луну?

Для полета корабля на Луну он должен стартовать до орбитальной скорости в 29. тыс. км в час, а потом нарастать примерно до 40 тыс. км в час.

Космический корабль при такой скорости может удалиться на расстоянии, на котором на него уже будет сильнее притяжение Луны, нежели Земли. Современная техника позволяет разрабатывать корабли, которые соответствуют вышеупомянутой скорости перемещения. Но если двигатели корабля не будут действовать, он разгонится притяжением Луны и просто упадет на нее с большой силой, разрушив корабль. По этой причине, если в самом начале пути реактивные двигатели ускоряли космический корабль в направлении к Луне, то когда лунное притяжение сравнивалось с земным, двигатели начинали действовать в противоположном направлении. Таким образом, обеспечивалась мягкая посадка на Луну, при которой все люди на корабле оставались невредимыми.

На Луне нет воздуха, поэтому находится на ней можно исключительно в специальных скафандрах. Первым человеком, который спустился на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг, и это произошло в 1969 году. Тогда произошло первое знакомство человечества с составом лунного грунта. Его изучение позволило лучше понять историю образования Солнечной системы. Тогда геологи надеялись найти на Луне какие-то ценные вещества, которые можно было бы добывать.

Масса Земли существенно превышает массу Луны. Значит, взлететь с последней будет проще и дорога в дальний космос тоже осуществится легче. Не исключено, что в дальнейшем человечество будет использовать эту возможность. Скорость вылета на орбиту намного меньше и составляет 6120 км в час или 1,7 км в секунду.

Номер 1: Каспийский морской монстр

Большинство из нас ожидало бы увидеть какой-нибудь супер-пушечный линкор или сверхдлинный авианосец на первом месте, верно? Интересно, что это ни то, ни другое. Это чудо-сооружение называется экраноплан. Что такое экраноплан? Это наземная машина, имеющая классификацию ближе к кораблю, чем к самолету. Короче говоря, эта вещь на самом деле летает, не по принципам, как это делает традиционный самолет, а из-за динамической воздушной подушки между транспортным средством и крылом (корпусом) корабля. Интересно, не правда ли?

  • Название: Каспийский Морской Монстр
  • Страна: СССР
  • Максимальная скорость: 351 узлов [404 миль в час или 650 км / ч] [хотя предполагается, что он может развить скорость до 740 км / ч]
  • Поддерживаемая скорость: 232 узла [267 миль / ч или 430 км / ч]
  • Водоизмещение: 494 тонны — максимальная нагрузка
  • Введен в эксплуатацию: 1966 — 1980
  • Состояние: затонул из-за ошибки пилота

На поверхности этого корабля содержалась надпись Korabl Maket, сокращенно KM, что по-русски означало “прототип корабля”, однако силы западных стран, которые шпионили за этой новой разработкой, не могли понять, что это был за гигантский корабль и, что более важно, какова его цель. Затем КМ стал «Каспийским (для Каспийского моря, где он испытывался) монстром». Каспийское морское чудовище действительно существовало и являлось военным экспериментальным кораблем, пытавшимся установить альтернативные способы передвижения по воде. КМ был одним из первых таких транспортных средств и привел к разработке реальных боевых кораблей, таких как MD-160 и ударных машин, таких как А-90 «Орлёнок». Среди экранопланов он был самым быстрым и из-за его сходства с самолетом, он также считался самым большим самолетом того времени. До тех пор, пока в 1988 году не был принят на вооружение самолет Ан-122, который обошёл КМ по величине

Каспийское морское чудовище действительно существовало и являлось военным экспериментальным кораблем, пытавшимся установить альтернативные способы передвижения по воде. КМ был одним из первых таких транспортных средств и привел к разработке реальных боевых кораблей, таких как MD-160 и ударных машин, таких как А-90 «Орлёнок». Среди экранопланов он был самым быстрым и из-за его сходства с самолетом, он также считался самым большим самолетом того времени. До тех пор, пока в 1988 году не был принят на вооружение самолет Ан-122, который обошёл КМ по величине.

Почему в космосе холодно

Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?

Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.

Почему в космосе холодно, если там вакуум

Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.

Межгалактическое пространство

Галактика Андромеда и межгалактическое пространство вокруг нее

Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.

Интересный факт: межгалактическое пространство заполнено ионизированным газом, концентрация которого составляет атом водорода на кубический дециметр.

Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.

Экипаж Crew Dragon

Внутри космического корабля оказались четыре человека. Первым стал астронавт 51-летний Майкл Хопкинс (Michael Hopkins), который уже бывал на борту космической станции в 2013 году. Вторым астронавтом стал 44-летний Виктор Гловер (Victor Glover), у которого пока нет опыта в космических полетах. Третье кресло внутри корабля заняла 55-летняя Шеннон Уокер (Shannon Walker), которая числится в NASA аж с 2004 года. Особого внимания заслуживает 55-летний тайконавт Соити Ногучи (Soichi Noguchi), который считается настоящим ветераном космоса. За свою карьеру он успел полетать как на российских «Союзах», так и на американских «Шаттлах».

Вот они слева направо: Соити Ногучи, Майкл Хопкинс, Шеннон Уокер и Виктор Гловер

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий