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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Estación espacial orbital. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Una estación orbital es una nave espacial diseñada para la estancia prolongada de personas en órbita terrestre baja con el fin de realizar investigaciones científicas en el espacio exterior, reconocimientos, observaciones de la superficie y la atmósfera del planeta, observaciones astronómicas, etc. Se diferencia de los satélites terrestres artificiales por la presencia de una tripulación, que se reemplaza periódicamente con la ayuda de barcos de transporte tripulados (incluidos los reutilizables), entregando al sistema operativo un cambio de tripulación, reservas de combustible y materiales para el funcionamiento de los sistemas técnicos de la estación. , equipo de soporte vital de la tripulación, correspondencia personal de sus miembros, repuestos para la reparación y modernización de la propia estación, unidades de equipamiento para ampliar sus funciones, materiales para realizar nuevas investigaciones, etc. El vehículo de descenso del barco de transporte entrega a los miembros de la tripulación reemplazados. y los resultados de las investigaciones y observaciones a la Tierra.
Aunque la historia de la astronáutica abarca solo unas pocas décadas, ya ha pasado por una serie de etapas importantes. El comienzo del desarrollo del espacio cercano a la Tierra se estableció mediante expediciones cortas (que duraban, por regla general, varios días) en naves espaciales estándar. Los astronautas que los pilotaron hicieron muchas observaciones y descubrimientos importantes. Pero en un momento determinado, estos breves vuelos de transbordador más allá de la atmósfera dejaron de satisfacer a la ciencia. Las naves espaciales eran de tamaño pequeño y tenían muchas características específicas que no permitían que se utilizaran para investigaciones científicas serias a largo plazo. Para convertirse en un pie firme en el espacio, los cosmonautas debían alojarse aquí con al menos las comodidades mínimas y tener a mano una gran cantidad de equipos científicos diversos. Las primeras estaciones orbitales se convirtieron en una casa espacial y al mismo tiempo en un laboratorio espacial. Su aparición fue un hito importante en la historia de los vuelos tripulados: junto con ellos, la era heroica de los descubridores fue sustituida por la época de la vida cotidiana y del duro trabajo cotidiano. ¿Qué es una estación orbital? En cierto sentido, puede considerarse una gran nave espacial. Los mismos requisitos estrictos se imponen a su fiabilidad. Los mismos sistemas de soporte vital que se describen en el capítulo sobre naves espaciales funcionan aquí. Pero la estación tiene sus propias peculiaridades. No está destinado a ser devuelto a la Tierra. Por regla general, ni siquiera tiene su propio sistema de propulsión, ya que su órbita se corrige utilizando los motores de la nave de transporte. Pero tiene mucho más equipamiento científico, es más espacioso y cómodo que un barco. Los astronautas vienen aquí durante mucho tiempo, durante varias semanas o incluso meses. Durante este tiempo, la estación se convierte en su hogar espacial, y para mantener un buen desempeño durante todo el vuelo, deben sentirse cómodos y tranquilos en ella. La primera estación espacial orbital de la historia fue la Salyut soviética, puesta en órbita el 19 de abril de 1971. El 30 de junio del mismo año, la nave espacial Soyuz-11 atracó en la estación con los cosmonautas Dobrovolsky, Volkov y Patsaev. El primer (y único) reloj duró 24 días. Luego, durante algún tiempo, Salyut estuvo en modo automático no tripulado, hasta que el 11 de noviembre la estación terminó su existencia, quemándose en las densas capas de la atmósfera. El primer Salyut fue seguido por un segundo, luego por un tercero, y así sucesivamente. Durante diez años, toda una familia de estaciones orbitales trabajó en el espacio una tras otra. Docenas de tripulaciones realizaron muchos experimentos científicos con ellos. Todos los Salyuts eran laboratorios de investigación espaciales multipropósito para investigaciones a largo plazo con una tripulación removible. En ausencia de astronautas, todos los sistemas de la estación se controlaron desde la Tierra. Para esto, se utilizaron computadoras de pequeño tamaño, en cuya memoria se establecieron programas estándar para controlar las operaciones de vuelo. La longitud total de la estación era de 20 metros y el volumen de 100 metros cúbicos. Masa "Salyut" sin barco de transporte - 18900 kg.
En el interior, la estación se dividió en tres compartimentos, de los cuales dos, de transición y de trabajo, eran herméticos y el tercero, agregado, no hermético. Ambos compartimentos herméticos estaban habitados. El compartimento de transición se hizo en forma de cilindro con un diámetro de 2 m y una longitud de 3 m, que incluía una estación de acoplamiento. Un mamparo con una boca de acceso lo separaba del compartimento de trabajo, que era un cómodo laboratorio adaptado para el descanso y el trabajo científico de larga duración. Aquí se ubicó la parte principal del equipo de investigación, así como los dispositivos y unidades para controlar la estación, un sistema de soporte vital, fuente de alimentación y dispositivos de comunicación por radio. El compartimento tenía 15 ventanas y constaba de dos zonas cilíndricas conectadas por una parte cónica. El cilindro pequeño tenía un diámetro de 2,9 m y una longitud de 3,8 m, y el cilindro grande tenía un diámetro de 4,15 m y una longitud de 4,1 m. El ancho de la parte cónica era de 1,2 m. Los cosmonautas pasaban la mayor parte de su tiempo en el compartimento de trabajo: trabajado, ejercitado, comido y descansado. En la zona de pequeño diámetro había una mesa para comer. Aquí también se arregló un tanque con agua potable. (El agua en los recipientes se conservó agregando iones de plata; cada astronauta usó una boquilla individual conectada a una manguera para beber). Cerca había un calentador de alimentos. En esta zona se almacenaban elementos necesarios para que los astronautas pasaran su tiempo libre: una biblioteca, un álbum para dibujar, una grabadora y cassettes para ello. Los lugares para dormir estaban ubicados en la zona de gran diámetro en los lados de estribor y babor. Tenían dispositivos para fijar el cuerpo en cualquier posición. También había neveras con reservas de alimentos y tanques de agua. En la parte inferior trasera de esta zona se colocó un inodoro. Estaba separado del resto del compartimento de trabajo y tenía ventilación forzada. Se utilizó un dispositivo especial de pozo negro para eliminar los productos de desecho líquidos y sólidos. No había lavabo ni ducha en el primer "Saludo". El aseo consistía en limpiarse la cara y el cuerpo con toallas y toallas higiénicas especiales. En la parte cónica, había un complejo de medios para realizar ejercicios físicos e investigaciones médicas, en particular, una cinta de correr. Durante los ejercicios físicos, los cosmonautas vestían trajes especiales que impedían la propagación del olor a sudor. En siete puestos se ubicaron medios de control manual y control de los principales sistemas y equipos científicos de la estación. Había cuatro postes en la zona de diámetro pequeño. Uno de ellos es el puesto de control central de la estación. Fue diseñado para el trabajo simultáneo de dos personas. Había dos sillas frente a las cuales se encontraba el panel de control. Desde aquí era posible controlar los motores y el sistema de orientación de la estación. En los otros seis puestos se podrán realizar observaciones e investigaciones. La estación albergaba una gran cantidad de equipos diversos, incluido el gran telescopio Orion y el telescopio de rayos gamma Anna-III (para estudiar la radiación gamma cósmica). Detrás del compartimiento de trabajo había un agregado que no funcionaba. Albergaba sistemas de propulsión, antenas de sistemas de comunicación por radio, un sistema de control térmico y una cámara de televisión. La comunicación por radio con la Tierra en el primer "Salyut" se mantuvo principalmente por teléfono. También había un sistema de televisión, pero requería mucha energía. El sistema de suministro de energía incluía energía solar y baterías recargables. Los primeros estaban fijados rígidamente al cuerpo de la estación y para que los rayos del sol fueran perpendiculares a su plano, requerían una orientación especial al sol. La batería de cadmio-níquel trabajaba junto con la batería solar en el modo de "carga-descarga", ya que aproximadamente el 40% del tiempo en cada órbita la estación estaba a la sombra de la Tierra. Además, el Salyut contaba con una batería de respaldo en caso de cortes de energía potentes y prolongados. El sistema de control térmico constaba de circuitos independientes de refrigeración y calefacción por líquido con líneas internas y externas. El exceso de calor, si era necesario, se irradiaba al espacio mediante un radiador-enfriador. Si, por el contrario, se requería llevar calor a la estación, se retiraba del radiador-calentador en el lado soleado. Por lo tanto, la temperatura en los compartimentos residenciales se mantuvo entre 15 y 25 grados. El sistema de soporte vital mantuvo la composición de gas necesaria, absorbió olores y polvo, suministró alimentos y agua a la tripulación y eliminó los productos de desecho. El suministro de oxígeno y la absorción de dióxido de carbono se realizaban en los bloques regeneradores. Al mismo tiempo, el aire, pasando por una sustancia química muy activa, se enriquecía con oxígeno y se liberaba de dióxido de carbono, y se impulsaba mediante ventiladores a través de los filtros, se limpiaba de polvo y basura. Se colocaron analizadores de gases en diferentes lugares de la estación, los cuales monitorearon constantemente la composición del gas. Después de la URSS, Estados Unidos lanzó su estación orbital al espacio. El 14 de mayo de 1973, su estación SkyLab fue puesta en órbita. Se basó en la tercera etapa del cohete Saturno-5, que se utilizó en expediciones lunares anteriores para acelerar la nave espacial Apolo a la segunda velocidad espacial. El tanque de hidrógeno grande se convirtió en cuartos de servicio y laboratorio, mientras que el tanque de oxígeno más pequeño se convirtió en un contenedor de desechos.
"Skylab" incluía el bloque real de la estación, una cámara de esclusas, una estructura de atraque con dos nodos de acoplamiento, dos paneles solares y un conjunto separado de instrumentos astronómicos (incluye ocho dispositivos diferentes y una computadora digital). La longitud total de la estación alcanzó 25 m, peso - 83 toneladas, volumen libre interno de 360 metros cúbicos. Para ponerlo en órbita, se utilizó un potente vehículo de lanzamiento Saturn-5, capaz de elevar hasta 130 toneladas de carga útil a la órbita terrestre baja. Scalelab no tenía sus propios motores para la corrección de la órbita. Se llevó a cabo utilizando los motores de la nave espacial Apolo. La orientación de la estación se cambió con la ayuda de tres giroscopios eléctricos y micromotores que funcionan con gas comprimido. Durante la operación de Skylab, tres equipos lo visitaron.
Comparado con el Salyut, el Skylab era mucho más espacioso. La longitud de la cámara de la esclusa era de 5,2 m y su diámetro de 3,2 m Aquí, los suministros de gas a bordo (oxígeno y nitrógeno) se almacenaban en cilindros de alta presión. El bloque de la estación tenía una longitud de 14,6 m y un diámetro de 6,6 m y estaba dividido en secciones de laboratorio y de vivienda. El compartimento doméstico, a su vez, estaba dividido en cuatro habitaciones para dormir, para el aseo personal, para entrenamiento y experimentos, para pasar el tiempo libre, para cocinar y comer. Su altura era de 2 m El dormitorio estaba dividido en tres cabinas para dormir según el número de astronautas. Cada uno de ellos tenía seis casilleros pequeños y un saco de dormir. La entrada a cada cabaña estaba colgada con una cortina. La sala de higiene estaba equipada con lavabo y papelera. El lavabo era una esfera cerrada, que tenía dos agujeros para las manos, provista de aletas de goma. También había una ducha, separada del resto de la habitación por una cortina. Las gotas de agua rociadas a través del atomizador fueron luego succionadas hacia el colector por una corriente de aire. Cada astronauta tenía su propio neceser personal. El cuarto para descansar, cocinar y comer contaba con una mesa con hornallas para calentar los alimentos, una estufa, alacenas y refrigeradores. Los astronautas disponían de una amplia gama de alimentos congelados, incluidos cereales fríos, ensaladas de patata, platos de lomo de res. La mesa estaba equipada en tres lados con tres grifos individuales para agua potable. Cada astronauta tenía su propia bandeja con celdas para calentar alimentos. Los imanes de la bandeja sostenían el cuchillo y el tenedor. En la misma habitación había tres sillones, una grabadora y libros. Se colocó una bicicleta ergométrica en la sala para entrenamiento y experimentos. El compartimento del laboratorio era dos veces más grande que el doméstico. Su diámetro interior era de 6,4 m. El 29 de septiembre de 2011, China lanzó la estación espacial Tiangong-1. Esta se convirtió en la primera nave espacial china tipo estación orbital, creada en el marco del Proyecto 921-2, denominada módulo objetivo y diseñada para probar tecnologías de encuentro y acoplamiento de naves espaciales.
Los primeros acoplamientos del programa espacial chino están asociados con el Tiangong-1: el Tiangong-1 recibe naves espaciales tripuladas y no tripuladas Shenzhou. El módulo de estación consta de dos tramos de diferentes diámetros. Datos generales: peso - 8506 kg; longitud - 10,4 metros; ancho (paneles solares) - 17 metros; El volumen residencial de la estación es de 15 metros cúbicos. En lugar del módulo de descenso y el compartimento doméstico (módulo orbital), se instaló un compartimento de laboratorio con un diámetro de 3,4 m, realizado en forma de cilindro. En la parte frontal del compartimento (y de todo el módulo) está instalada una unidad de acoplamiento periférica andrógina del tipo APAS-89 (similar a las instaladas en el módulo Kristall de la estación orbital Mir, así como a las instaladas en el presurizado Los adaptadores de la ISS AS, en el módulo Zarya "(FGB) frente a la ISS AS, se instalaron en los sistemas del transbordador espacial), el extremo trasero del compartimento está conectado a través de un adaptador cónico al compartimento de servicio. El compartimento de servicio (instrumentos y agregados) tiene el mismo diámetro de 2,35 m que el de los barcos de la serie Shenzhou, pero es más corto que el de ellos. También cuenta con dos paneles solares con aproximadamente 7000 vatios de potencia. Autor: Ryzhov K.V.
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