Траектория посадки космического корабля

Обновлено: 05.07.2024

О приземлении мы уже рассуждали, рассматривая полет Гагарина. А теперь сравним с официальными данными и повеселимся.

— Обнаружить-то его смогут, а вот уничтожить — вряд ли, так как максимальная скорость целей, которые могут перехватить наши системы ПВО, — это 4,8 км в секунду. Этот же космический объект будет лететь с гораздо большей скоростью. Наши обычные комплексы С-300 способны сбивать объекты со скоростью 1800 м/с. Модернизированный С-300 ПМУ-2 “Фаворит” — со скоростью 2800 м/с, и только С-400 — со скоростью 4800 м/с. “Четырехсоткой” попробовать, конечно, можно, но если этот объект окажется в зоне ее поражения.

Это интервью косвенно сообщает о скорости наших спускаемых аппаратов падающих на Землю без двигателей и выбрасывающих парашюты.

При баллистическом спуске вектор равнодействующей аэродинамических сил направлен прямо противоположно вектору скорости движения аппарата. Спуск по баллистической траектории не требует управления. Недостатком этого способа является большая крутизна траектории, и, как следствие, вхождение аппарата в плотные слои атмосферы на большой скорости, что приводит к сильному аэродинамическому нагреву аппарата и к перегрузкам, иногда превышающим 10g – близким к предельно-допустимым значениям для человека.

Спуск с помощью парашютов используется после того, как на участке аэродинамического торможения скорость аппарата снизится до дозвуковой.

Т.е. за несколько секунд (100 км / 5 км/сек = 20 сек) скорость падает в 20 раз только лишь за счет трения о воздух.
Перегрузки при посадке = 10g (10х10 м/сек²), т.е. 1 км/сек гасится за 10 сек, за 20 - 2 км/сек, что вполне соответствует оценке, данной специалистом ПВО: остаточная скорость = 5 км/сек, а не 0.3 км/сек, требуемые для парашюта.

Сильное падение скорости объясняют баллистическим входом в атмосферу под 90°. Мы уже делали расчеты с нулевой вертикальной скоростью. Но возможна ли она? Вот что бывает (конечно, официально) в таких случаях:

. бак весом 635 кг, в котором прежде хранился жидкий аммиак, вытолкнул со станции астронавт Клейтон Андерсон 23 июля 2007 года. По расчетам специалистов НАСА, больше года он должен был летать над Землей и в первых числах ноября 2008 года войти в плотные слои земной атмосферы. Предполагалось, что 15 фрагментов корпуса металлической болванки (массой от 40 г до 17,5 кг) могли достичь Земли. За 10 дней до возможного падения поисковые службы 10 стран мира были приведены в боевую готовность для сопровождения падающего из космоса бака. В итоге, по данным российских специалистов, осколки бака упали в Тихий океан в районе Новой Зеландии 3 ноября в 8 часов утра по московскому времени.

Т.е. бак с ненулевой вертикальной скоростью падал полтора года (ожидая, пока горизонтальная станет ниже 1-й космической скорости)!

Союз-16 (Союз-9: диаметр 210 см., 2200 кг.)

Видно, что они практически не изменились: обтекаемая форма, препятствующая торможению. Т.е. тормозит хуже, чем обломки спутника, имеющие более плоскую форму и кувыркающиеся в атмосфере. А уж вес какой! Метеориты такого веса почему-то не тормозят, а делают огромные воронки в земле, если не успевают сгореть в атмосфере.

Вывод логичен: спускаемые аппараты сбрасывают с самолета, как танки.

Кстати, я написал письмо автору вышеуказанного сайта, на которое так и не получил ответа:

Не будете ли Вы так любезны указать мне, чего я не понимаю в вопросе о перегрузке при посадке. Меня это сильно мучает.

Итак, для старта цитата из вашей статьи (pepelaz-atmo-model): "на 81-й секунде отмечено прохождение максимума перегрузки а=99 м/с² или ~10g при скорости 9км/с на высоте 54,3 км".

Мои соображения: Плотность воздуха на 50 км - 0.001 кг/м³. Посадочный модуль сечением 2 м² на скорости 9 км/с проскочит за секунду 18 000 м³ воздуха. Т.е. на него воздействует сила в 18 кГ со стороны воздуха. Что еще, кроме этой силы может его тормозить? Но вес модуля несколько тонн. Как эти 18 кГ могут затормозить модуль, да еще и с десятикратной перегрузкой? Это то же самое, что воздух будет тормозить на земле грузовик, движущийся со скоростью 9 м/с = 33 км/час (считая, что плотность воздуха равна 1 кг/м³). Значение импульса mv для воздуха осталось тем же.

В конце концов, ускорению всё равно, какой у него знак: плюс или минус, если для разгона от 0 до 8 км/сек требуются 3 ступени, то столько же требуется и для обратной операции: от 8 до 0. Разница лишь в трении о воздух. Ужели оно может заменить целых три ступени?
В качестве замены ступеней мне предложили воспользоваться формулой Ньютона для сопротивления воздуха при движении со сверхзвуковой скоростью.

Ньютон, конечно, был гением и за много веков вперед знал о проблемах полетов со сверхзвуковой скоростью.
Теперь понятно, как ни у кого не вызывают сомнения официальные цифры (применим для Союза-9):
ρ – плотность кг/м³ = 0.001 (на 50 км) ;
S – площадь м² = 3.5 (при диаметре 2 .1 м) ;
U - скорость м/с = 4000 (оценил по графику выше) ;
α – угол атаки = почти 9 0° .
Подставляем и считаем: 0.001х 3.5 х16000000= 56 000 кгм / с². Эта сила сообщает С А (2200 кг) ускорение ( R=ma ), равное 25 . 5 м / с², или 2 . 6 g . Вот почему при 9 км / сек возникает десятикратная перегрузка .
Как же так получилось, что третий закон Ньютона (Действие равно противодействию) пришел в конфликт с этой формулой Ньютона же?
А никакого конфликта: обычная фальсификация!
Что выражает этот закон? Да вариант первого закона: F = ma . Масса - это плотность воздуха, умноженная на объем за время пролета. Как я и считал, делая оценку в 1.3. Объем= S L при угле атаки 9 0° . L= Ut (для простоты). Т.е . сила пропорциональна aU . Осталось выразить ускорени е через известную нам скорость и можно пить компот. Собственно, мы знаем, как это сделал Ньютон: a=U/t . Посмотрим на эту запись со стороны скорости: U =at. Откуда она? Правильно: U = U 0 +at. Т.е. в формулу Ньютона должна входить не скорость объекта, а ПРИРАЩЕНИЕ скорости: а = ( U - U 0 ) / t, и член aU t=U ( U - U 0 ) . Когда мы используем запись U² , мы подразумеваем: какая сила подействует на тело, движущееся со скоростью U , если оно затормозит за рассматриваемое время (1 сек в 1.3). Как там говорил Шендерович: всё кругом вранье?!

По формуле Циолковского, чтобы вывести одноступенчатую ракету на 1-ю космическую скорость, необходимо, чтобы начальная масса превосходила конечную в 14 раз. Очевидно, чтобы погасить, требуется аналогичное соотношение. Откуда у шаттла столько топлива? Казалось, он мог бы летать на высоте 10 км, пока трение о воздух не погасит скорость. Но посадочный вес у шаттла не 2 тонны, а 70. Чтобы несколько тонн воздушного сопротивления затормозили такую махину, летать нужно сутки. Где взять топливо? А что официальные данные? "Буран", опускаясь, сбросил скорость до 250 м/сек уже на высоте 15 км. Научная фантастика! Да и с самим "Бураном" произошла занятная история: погиб весь отряд летчиков-испытателей, кроме командира (по разным причинам, один даже от быстротечного рака, причем, последние - уже после полета). Поэтому наш шаттл летал а автоматическом режиме.
А вот еще одна уместная цитата:

Опыты Рыкачева были удивительно просты. На одну чашку обыкновенных весов он ставил часовой механизм, вращавший в горизонтальной плоскости крестовину из четырех стержней. На конце каждого стержня укреплялась прямоугольная рамка, обтянутая материей. Меняя углы наклона рамок и накладывая на другую чашу весов гири, удавалось узнать подъемную силу всего винта. Разделив ее на четыре, — определяли подъемную силу одной наклонной плоской пластинки.
На основе этих опытов Рыкачев сделал правильный вывод, что ньютоновская формула непригодна для определения величины подъемной силы.

Возвращаемые космические аппараты конечный участок своего полёта спускаются на парашютах с высоты примерно 10 км со скоростью около 5-10 м/с. Такой спуск занимает около 1000 секунд = 16 минут.

7 апреля в 17 часов 53 минуты 45 секунд отсек экипажа "Аполлона-13" вошёл в земную атмосферу, а в 18 часов 07 минут 41 секунду благополучно приводнился в 7,5 километрах от УДК (универсального десантного корабля) "Иводзима" = 14 минут (и это не с 10-ти, а со 120-ти).

И, наконец, последний аспект приземления: горит обшивка. И горит минут десять, пока СА не сбросит скорость. Красивое должно быть зрелище для наблюдателя на поверхности Земли: летит метеорит, горит, но не падает. И так несколько тысяч километров! Зрители, ау! Отзовитесь, кто видел! А вокруг - тишина. Nobody came. Даже в воспоминаниях спасателей нет ни единого упоминания. А ведь сколько СА опустилось уже - не счесть. И это - большая жирная точка на космических полетах!

Кстати, о горении: видел передачу о конструкторе "Бурана" (13.04.2010, РТР, "Генерал звездных войн"). До этого он занимался "мини-шаттлами" ("Спираль"), так как реактивные самолеты на высоте несколько десятков километров упирались в тепловой слой - горела резина. Поэтому и появилась идея космических челноков-истребителей, чтобы обойти этот слой (они стартовали с самолетов-носителей). Что за слой такой? Чем выше - тем воздух разряженнее и, тем самым, холоднее. Может нам рассказывают сказки о космическом холоде? А если плотность атмосферы на высоте 50 км такая же, как и на поверхности земли, то и затормозить можно, и комфортно приземлиться. И космические полеты тогда не сказка. Впрочем, тогда возникают более серьезные проблемы при выходе на орбиту. И опять так на так получается.

Этот эффект может возникнуть, лишь если натяжение строп недостаточно, т.е. скорость СА мала. Вот как в момент приземления, когда СА уже на земле, а купол еще движется:

С овсем другой купол!
Компьютерная графика? Зачем? Ужели у НТВ не было возможности получить реальные снимки?
Может нам продемонстрировали спуск не СА, а какой-то легкой модели (потому купол и флуктуировал).
Посмотрите на облако поднявшегося грунта и на лежащий СА, к которому еще никто не подошел. Где следы удара?

При посадке срабатывают двигатели мягкой посадки, расположенные под теплозащитным экраном (на днище). Где следы обгорелой сухой травы?

— Обнаружить-то его смогут, а вот уничтожить — вряд ли, так как максимальная скорость целей, которые могут перехватить наши системы ПВО, — это 4,8 км в секунду. Этот же космический объект будет лететь с гораздо большей скоростью. Наши обычные комплексы С-300 способны сбивать объекты со скоростью 1800 м/с. Модернизированный С-300 ПМУ-2 “Фаворит” — со скоростью 2800 м/с, и только С-400 — со скоростью 4800 м/с. “Четырехсоткой” попробовать, конечно, можно, но если этот объект окажется в зоне ее поражения.

Союз-16 (Союз-9: диаметр 210 см., 2200 кг.)

Вывод логичен: спускаемые аппараты сбрасывают с самолета, как танки.

Кстати, я написал письмо автору вышеуказанного сайта, на которое так и не получил ответа:

Но в истории космонавтики нередки случаи, когда риск наихудшего исхода штатной ситуации возрастает до предела. Большей частью это связано с отказами космической техники. Обратимся к материалам прошлых публикаций и проследим интригующее развитие событий недалекого прошлого.

21 октября 2007 года спускаемая капсула корабля "Союз ТМА-10", на которой возвращались члены 15-й экспедиции МКС россияне Федор Юрчихин и Олег Котов (более полугода на орбите) и первый космонавт Малайзии Шейх Музафар Шукор (Шукор выполнял программу исследований на борту МКС на протяжении 11 суток), перешла из управляемого режима в баллистический. Капсула приземлилась в 70 километрах от запланированного места посадки, космонавты испытали перегрузки до девяти единиц (т.е. вес тела космонавта увеличился в девять раз).

По словам главного баллистика Центра управления полетами (ЦУП) Николая Иванова, перегрузка была кратковременной и не угрожала здоровью и жизни космонавтов. "Баллистический спуск, в режим которого накануне на участке спуска в атмосферу Земли система управления перевела спускаемый аппарат не является нештатным режимом, и перегрузка до девяти единиц, испытанная экипажем и продолжавшаяся около десяти секунд, не угрожала их жизни и здоровью, - сказал Иванов. - Был сбой, но система управления "Союзом" же не только не отказала, а, что принципиально важно, успешно перевела спускаемый аппарат в более надежный режим спуска в атмосферу Земли. Если бы это случилось, не дай Бог, с американским шаттлом, у которого не предусмотрен режим баллистического спуска, то встречать космонавтов пришлось бы ехать с похоронным оркестром".

ЦУП во время посадки

Во время посадки Союза в российском Центре Управления Полетами в подмосковном Королеве царил обычный деловой настрой. Встречать своих астронавтов на Байконур отбыло большинство представителей корейской делегации и американской НАСА. В соответствии с программой полета спускаемый аппарат СА отделился от орбитального модуля и приборно-агрегатного отсека, что демонстрировала анимация на экране ЦУП-а. После отделения капсула вошла в плотные слои атмосферы, и началось торможение корабля.

Мнение НАСА

Самочувствие и эмоции

В тот же день в СМИ появилась информация о неважном самочувствии космонавтов. Отмечалось, что пока место посадки искали спасатели, только Юрий Маленченко смог самостоятельно выбраться из корабля, тогда как Ли Со Ён и Пеги Уитсон потребовалась помощь. Причем в телевизионные репортажи попала только кореянка, которая перенесла перегрузки при спуске значительно легче, чем Уитсон, отработавшая в космосе полгода. Всего в поисковой операции были задействованы 12 вертолетов, три самолета и шесть эвакуационно-спасательных машин Росаэронавигации. После первичного обследования космонавтов должны были доставить в аэропорт города Кустанай, а потом в Москву. Первыми до спускаемого аппарата корабля добрались местные жители, заметившие в небе "огромный парашют". Они стали свидетелями, как командир корабля Юрий Маленченко выбирался из лежащего на боку спускаемого аппарата, и помогли ему.

Через чуть более получаса на месте посадки "Союза" приземлился уже первый вертолет поисково-спасательной службы ВВС. Спасатели помогли покинуть корабль Пегги Уитсон и Ли Со Ен. Проводившие на месте посадки осмотр космонавтов три медика, включая американского врача, сообщили, что самочувствие корейской космонавтки, летавшей в космос лишь на 11 дней, хорошее. Господин Маленченко и госпожа Уитсон, проведшие в космосе 192 дня, чувствовали себя "удовлетворительно". Российские телеканалы и телевидение американского аэрокосмического агентства показывали на месте посадки только кореянку. Позже появилось лишь несколько фотографий Юрия Маленченко. Пегги Уитсон же не смогла даже с помощью спасателей появиться перед телекамерами на церемонии встречи в Кустанае, куда космонавтов доставили с места посадки. Лишь вечером телеканалы показали всех троих космонавтов на подмосковном аэродроме Чкаловский. Причем госпоже Уитсон помогали спускаться по трапу самолета два американских врача, в то время как господина Маленченко и госпожу Со Ен поддерживали по одному врачу. Причиной неважного самочувствия космонавтов стало то, что в ходе баллистической посадки вместо перегрузок в три-четыре единицы (вес космонавта в три-четыре раза превышает его массу на Земле) этот показатель достиг восьми единиц.

Фильм “Одинокий рейнджер” – Джон Рейд - рейнджер, который борется с преступностью на Диком Западе. Тонто - индеец, который хочет отомстить за гибель своего народа.

Теория поршневых авиационных двигателей. Загрузка с Яндекс-диска. Очень удобно.

Как происходили предыдущие аварии российских космических кораблей

Как авария отразится на работе МКС

При этом не стоит рассматривать аварию как угрозу самому существованию МКС. Маловероятно, что экипаж вернут с МКС на Землю и станцию законсервируют, потому что консервация станции — это очень сложная и проблемная операция, более сложная, чем продление срока текущей экспедиции. Скорее всего, придется значительно продлить сроки полета членов экспедиции МКС-57, которые сейчас находятся на орбите. Поскольку со снабжением станции продовольствием и другими необходимыми вещами благодаря американским и японским грузовым кораблям проблем быть не должно, можно продлить текущую экспедицию на полгода.

Читайте также: