Близнецы космический корабль
| Близнецы космический корабль | ||
|---|---|---|
| ||
| описание | ||
| Использование: | Околоземная орбита | |
| Экипаж: | 2: Командир и пилот | |
| Габаритные размеры | ||
| Высота (посадочная капсула с адаптером сцепления): | 3,4 м | |
| Высота (единица устройства): | 2,3 м | |
| Высота (общая): | 5,8 м | |
| Диаметр: | 3,0 м | |
| Габаритные размеры: | 3800 кг | |
| Близнецы космический корабль | ||
Космический корабль Gemini использовался космическим агентством США NASA для программы Gemini . В период с 1964 по 1966 год было выполнено два беспилотных и десять пилотируемых полетов, что позволило получить значительный опыт для программы « Аполлон» и высадки на Луну .
условия
Программа Gemini должна была заполнить пробел между программой Mercury и уже запланированной программой Apollo.
Космический корабль должен позволять разрабатывать и тестировать различные методы и процедуры, которые абсолютно необходимы для пилотируемой посадки на Луну:
- Двигатели, которые позволяют не только изменять положение, но и изменять орбиту
- Средства для сближения и стыковки
- Удобства для выхода в открытый космос
- Выполнение длительных рейсов до двух недель.
- Контроль при повторном входе
Кроме того, космический корабль «Близнецы» следует транспортировать в космос с помощью имеющихся в то время ракет и использовать существующие верхние ступени ракет в качестве сопряженной цели.
По сравнению с Меркурием здесь требовался другой дизайн. Наиболее важными отличиями были модульная структура, в которой многие элементы были доступны извне кабины, и использование катапультируемых сидений в случае прерывания взлета.
Именование
Латинское имя Близнецы означает близнец и в основном относится к близнецам Кастору и Поллуксу из римской мифологии, а также к созвездию близнецов, названному в их честь . Это название было выбрано для космического корабля, потому что он мог вместить двух астронавтов. Официальное название программы было дано 3 января 1962 года после запроса предложений в декабре 1961 года. Имя Близнецы предложили два человека.
развитие
Как и предыдущий космический корабль «Меркурий», космический корабль «Близнецы» был разработан и изготовлен компанией McDonnell в Сент-Луисе . Его разработал канадец Джим Чемберлин , ранее отвечавший за аэродинамику перехватчика CF-105 Arrow . Разработка проходила в тесном сотрудничестве с астронавтами НАСА, которых представлял Вирджил Гриссом .
Ранние проекты космического корабля Gemini были основаны на расширении космического корабля Mercury, названном Mercury Mark II. Однако необходимые модификации означали бы, что существующие пусковые установки не могли запустить космический корабль. По этой причине космический корабль создавался с нуля.
Еще одна конструкция с первых дней существования продолжала идею о том, что космический корабль должен падать не в воде, а на твердой земле, что сделало бы спасение ВМС США ненужным. Для этого следует установить парапланы и шасси. Этот проект не победил. Прототип можно увидеть сегодня в Королевском музее в Эдинбурге, Шотландия .
Конструкция и оборудование
строительство
Космический корабль состоял из трех частей: переходника сцепки, посадочной капсулы и блока приборов. Конструкция космического корабля состояла в основном из титана и магния как компромисс между прочностью и весом.
Одним из самых больших отличий от космического корабля «Меркурий» был отдельный блок привода и оборудования, содержащий различные системы. До запуска эти устройства были доступны извне. Эта часть космического корабля была взорвана перед входом в атмосферу и сгорела в земной атмосфере.
Абляционный тепловой экран находился на широком конце модуля повторного входа.
Посадочная капсула
кабина
В кабине находились два контурных дивана, а также приборы, системы жизнеобеспечения и электропитание. В кабине было мало места, космонавты чуть не попали в люк шлемами. Экипаж еле вытянулся. Входить и выходить из экспедиции с подвесным мотором было чрезвычайно сложно. Из-за узкого космоса астронавты в шутку назвали космический корабль «Гусмобиль» в честь Гаса Гриссома , самого маленького в своей группе.
Два люка можно было открывать и закрывать, находясь в космосе, чтобы была возможна деятельность за пределами космического корабля. Люки механически запирались и открывались наружу. Смотровое окно в люке с тройным остеклением сделало возможным наблюдения. В аварийной ситуации люки открывались автоматически при срабатывании катапультного кресла.
Катапультное сиденье
В случае фальстарта или проблемы во время водопада астронавты могли использовать катапультное кресло , изготовленное компанией Weber Aircraft .
Каждый из двух астронавтов мог активировать катапультное кресло в аварийной ситуации, но оба сиденья всегда были развернуты. Механизм сначала открыл бы люки, а затем катапультировал бы сиденья из космического корабля. Ракета, встроенная в кресло, могла бы вывести космонавтов из опасной зоны, при этом пришлось бы выдерживать ускорения до 24 g, пока парашют диаметром 8,5 м не раскрылся.
Когда Gemini 6 был прерван , Вальтер Ширра собирался активировать катапультные кресла, потому что двигатели снова выключились вскоре после зажигания, и был риск того, что ракета, если она уже взлетела, упадет обратно на стартовую площадку. Он решил не делать этого, потому что (правильно) подозревал, что ракета - вопреки объявлению - еще не взлетела.
Парашюты
Перед приводнением космический корабль «Близнецы» замедлили несколько парашютов , которые использовались один за другим.
Первый парашют (High Altitude Drogue Parachute) имел диаметр 2,5 м и располагался на конце переходника муфты. Он сработал на высоте 15000 м.
На высоте 3200 м космонавтами был развернут следующий парашют - так называемый пилотный парашют диаметром 5,6 м. Вскоре после раскладывания переходник муфты был оторван на высоте 3000 м, в результате чего основной зонт был вынут из положения и разложен. Главный экран имел диаметр 25,7 метра и состоял из нейлоновых полосок белого и оранжевого цвета.
В случае выхода из строя высотного тормозного парашюта астронавты могли вручную отсоединить соединительный адаптер и привести в действие основной парашют. В случае полного отказа все еще можно было бы катапультировать себя из космического корабля, используя катапультируемое кресло. Если бы это произошло на высоте более 2300 м, использовался бы воздушный экран , который бы стабилизировал и задерживал астронавта до раскрытия парашюта на высоте 1700 м. Зонт-баллон имел диаметр около 120 см и длину 140 см. Его можно было использовать на высоте до 22 500 м.
Технические возможности
источник питания
В первых примерах энергия подавалась исключительно от батарей, позже - от топливных элементов с полимерным электролитом . Электрическая система космического корабля работала от 25 вольт постоянного тока. Устройства, которым требовалось напряжение переменного тока, использовали собственные инверторы .
Системы жизнеобеспечения
Системы жизнеобеспечения обеспечивали космонавтов кислородом и водой, обеспечивали комфортную температуру в кабине и скафандре. Углекислый газ, влага и моча также были утилизированы.
Поскольку устройства космического корабля выделяли гораздо больше тепла, чем устройства космического корабля Меркурий, и это происходило в течение гораздо более длительного периода времени, контроль температуры был особенно важным. Температура в салоне обычно составляла около 18 ° C и повышалась до 49 ° C при возвращении. 93 ° C было принято как прогнозируемый максимум.
Атмосфера салона во время полета состояла из чистого кислорода под давлением около 0,34 бара. Подача кислорода, необходимая для этого, происходила за два часа до запуска и до отделения от блока устройства, незадолго до повторного входа в первичную систему. Кислород хранился в сферической емкости в аппаратуре. Резервная система состояла из двух резервуаров в модуле повторного входа и обеспечивала нормальное потребление в течение примерно трех часов. Он был активирован, как и планировалось, после отключения первичной системы или когда давление в ней упало ниже 5,2 бар. Третья кислородная система была бы активирована, если бы астронавтам пришлось катапультироваться из кабины с катапультным креслом. Выдыхаемый космонавтами углекислый газ удаляли из атмосферы кабины с помощью фильтров из гидроксида лития .
Вода была доступна в нескольких баках в блоке устройства и блоке возврата. Около 18 л можно использовать для охлаждения, а также в качестве питьевой воды через питьевую трубку. Начиная с Gemini 5 , энергоснабжение осуществлялось с помощью топливных элементов, которые вырабатывали не только электроэнергию, но и воду.
компьютер
.JPG)
Благодаря цифровому компьютеру Gemini (также называемому Gemini Guidance Computer ) космический корабль Gemini был первым, у которого на борту был компьютер, который мог рассчитывать маневры полета. Он состоял из пяти плат, оснащенных дискретными компонентами, и весил 26,6 кг. Память компьютера составляла 160 кбит (4096 слов по 39 бит каждое). Сложение, вычитание и перенос могут выполняться за 140 микросекунд, умножение - за 420 микросекунд, деление - за 840 микросекунд.
общение
Космический корабль Gemini был оборудован коротковолновыми и УКВ радиостанциями, как для дуплексного голосового трафика, так и для передачи данных в обоих направлениях. Данные передавались как с частотной модуляцией в реальном времени, так и с задержкой (временно сохранялись на ленточном накопителе) с модуляцией PCM.
Радиотелефонная связь существовала с экипажем стартового комплекса перед взлетом и была возможна со спасательными командами до выхода из канавы.
Радиосвязь была прервана только дважды, как планировалось. Первое прерывание произошло во время повторного входа , длилось от 6 до 8 минут и было вызвано плазмой . Второе прерывание продолжительностью около 30 секунд имело место при раскрытии основного парашюта после того, как антенна в соединительном адаптере была только что отключена, а следующая антенна еще не была установлена.
Корабль имел два радиолокационных передатчика. С-диапазон транспондер и S-диапазон транспондер работали вторичный радар , в результате чего сигнал C-диапазон может быть излучаемым с помощью различных антенных диаграмм. Для грубой записи использовался радиопередатчик.
Двигатели
Космический корабль «Близнецы» имел три разные системы двигателей.
Двигатели контроля ориентации
Орбитальная система ориентации и маневрирования (OAMS) использовалась для управления ориентацией и маневрирования космического корабля. Он был активен на протяжении большей части полета, от отделения последней ступени ракеты при запуске до отделения части оборудования непосредственно перед возвращением в атмосферу.
СУО состояла из 16 стационарных двигателей постоянной тяги:
- Восемь двигателей имели тягу 110 Н. Они зажигались парами, чтобы повернуть космический корабль вокруг одной из трех пространственных осей.
- Шесть двигателей имели тягу по 440 Н. Они использовались для перемещений по трем пространственным осям.
- Два двигателя с тягой по 380 Н каждый были установлены на носовой части космического корабля и обеспечивали тягу в корму.
В качестве топлива использовался монометилгидразин , а в качестве окислителя - четырехокись азота . Баки были заполнены гелием для подачи топлива. Количество топлива варьировалось от миссии к миссии.
Ошибка произошла в OAMS во время полета Gemini 8, когда заклинило сопло, и космический корабль неконтролируемо упал. Астронавтам Нилу Армстронгу и Дэвиду Скотту удалось отключить OAMS и использовать RCS, чтобы вернуть космический корабль под контроль. Однако по правилам миссии миссию пришлось отменить.
Тормозные ракеты
Тормозная ракетная система (Retrograde Rocket System, РРС) состояла из четырех твердотопливных ракет, каждая с тягой 11 кН, которые монтировались на агрегате. Для выхода с орбиты ракеты запускались одна за другой с интервалом 5,5 секунды. Потом оторвались ракеты.
Системы управления возвращением (RCS)
Система управления входом в атмосферу (RCS) была установлена в модуле входа в атмосферу перед кабиной. Он состоял из двух идентичных систем, независимых друг от друга по причинам избыточности. Даже если одна из систем выйдет из строя, другая могла бы обеспечить безопасную посадку в намеченной точке приземления.
Каждая из двух силовых установок состояла из восьми постоянно установленных жидкостных двигательных установок по 110 Н. Как и в случае с OAMS, использовались монометилгидразин и тетроксид азота из цилиндрических титановых резервуаров, но для регулирования давления использовался азот.
Дальнейшее использование
В дополнение к разработке фактически используемого космического корабля Gemini, НАСА заказало дальнейшие исследования для изучения возможных вариантов его использования. Технически можно было бы даже совершить полет на Луну с космическим кораблем «Близнецы», но с другой пусковой установкой. Планы по выходу на орбиту Луны не реализовывались, потому что к концу десятилетия НАСА поставило проект «Аполлон» с пилотируемой посадкой в качестве заявленной цели.
С 1963 года у ВВС США были планы использовать космический корабль Gemini для военной космической станции Manned Orbiting Laboratory (MOL). 3 ноября 1966 года состоялся беспилотный испытательный полет с повторным использованием космического корабля " Джемини-2" . Программа была прекращена в 1969 году.
Использование и местонахождение
Всего было изготовлено 12 летных экземпляров. Первые два, Gemini 1 и Gemini 2 , использовались для орбитального и суборбитального испытательного полета без экипажа. Первый пилотируемый полет состоялся 23 марта 1965 года с Gemini 3 , последний полет был выполнен в ноябре 1966 года с Gemini 12 .
Gemini 1 сгорел в атмосфере Земли. Обратные отсеки других космических кораблей после приземления переданы в музеи США:
Время полета не увеличивалось постоянно, поскольку рейсы выполнялись в разных направлениях. Gemini 3 и 4 были чисто испытательными полетами, Gemini 5 и 7 - долгосрочными. Короткая миссия Gemini 6 имела целью только рандеву с Gemini 7. Целями миссий «Близнецы 8–12» были стыковка и выход в космос, а миссию «Близнецы 8» пришлось отменить.
литература
- Бартон С. Хакер и Джеймс М. Гримвуд: На плечах титанов: история проекта Gemini. Серия истории НАСА, Вашингтон, округ Колумбия, 1977 г. ( онлайн ).
- Джеймс М. Гримвуд, Бартон С. Хакер, Питер Дж. Прихожая: Project Gemini: технологии и операции. Хронология. Серия истории НАСА, Вашингтон, округ Колумбия, 1969 г. ( онлайн ).
веб ссылки
- Близнецы в энциклопедии Astronautica (англ.)
- НАСА: Project Gemini Drawings and Technical Diagrams (английский)
- Техническое описание Gemini в энциклопедии Astronautica (на английском языке)
Индивидуальные доказательства
- ↑ Хелен Т. Уэллс, Сьюзен Х. Уайтли, Кэрри Э. Кареганнес: Близнецы. В: Происхождение имен НАСА. NASA История бюро, 1976, стр. 104 , доступ к 25 июня 2011 .
- ↑ Gemini в энциклопедии Astronautica, доступ 24 июня 2011 г. (английский). Планы различных расширений космического корабля Близнецы.
- ↑ Lunar Gemini в Encyclopedia Astronautica, по состоянию на 10 июня 2011 г. (английский).
- ↑ Музейный ход воссоединяет исторический космический корабль Gemini 6 со своим пилотом . Collectspace, 31 июля 2018 г.