Космічний апарат (КА) — технічний пристрій, що використовується для виконання різноманітних завдань у космічному просторі, а також проведення дослідницьких та іншого роду робіт на поверхні різних небесних тіл. Засобами доставки космічних апаратів на орбіту служать ракети-носії або літаки.
Космічний апарат | |
Оператор | d |
---|---|
Код MCN | 8802.60.00 |
Категорія краєвидів елемента | d |
|
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODVMemxqTDAxcGNsOXZibDh4TWw5S2RXNWxYekU1T1RndWFuQm5Mek13TUhCNExVMXBjbDl2Ymw4eE1sOUtkVzVsWHpFNU9UZ3VhbkJuLmpwZw==.jpg)
Космічні апарати, одним з основних завдань яких є транспортування людей або устаткування у верхній частині земної атмосфери — так званому (тобто 20—100 км), також називають «космічними літальними апаратами» (КЛА).
Галузі застосування космічних апаратів визначають їхній поділ на такі групи:
- суборбітальні;
- навколоземні орбітальні, тобто такі, що рухаються по геоцентричних орбітах штучних супутників Землі;
- міжпланетні (експедиційні);
- напланетні.
Також прийнято розрізняти автоматичні та пілотовані космічні апарати. До пілотованих космічних апаратів, зокрема, відносять усі види пілотованих космічних кораблів та орбітальних космічних станцій. Попри те, що сучасні орбітальні станції функціюють в області ближнього космосу і формально можуть називатися «космічними літальними апаратами», за сформованою традицією їх називають «космічними апаратами».
Назва «космічний літальний апарат» іноді також використовується для позначення активних (тобто таких, що маневрують) штучних супутників Землі, з метою підкреслення їхніх відмінностей від пасивних супутників. Здебільшого ж значення термінів «космічний літальний апарат» і «космічний апарат» синонімічні й взаємозамінні.
У проєктах зі створення гіперзвукових літальних апаратів, що активно розроблюються останнім часом, часто використають ще одну схожу назву «повітряно-космічні апарати» (ПКА), позначаючи, таким чином, засоби, призначені для виконання керованого польоту як у безповітряному космічному просторі, так і в щільній атмосфері Землі.
2022 року відбулося 186 запусків космічних апаратів (самих апаратів було більше, тому що за один запуск може виводитися кілька апаратів).
Класифікація космічних апаратів
Розрізняють такі класи космічних апаратів:
- штучні супутники Землі — загальна назва всіх космічних апаратів, що обертаються навколо Землі по геоцентричній орбіті;
- космічні зонди, що застосовуються для вивчення далекого космосу;
- автоматичні або пілотовані космічні кораблі, що використовуються для доставки вантажів і людей на навколоземну орбіту (а в майбутньому, — і на орбіти інших планет), та для їх повернення;
- орбітальні станції — пілотовані апарати, призначені для довгострокового перебування та роботи людей на орбіті Землі або іншої планети;
- спускні апарати — призначені для доставки людей і/або апаратури з навколопланетної орбіти або міжпланетної траєкторії на поверхню планети з м'якою посадкою;
- планетоходи — автоматичні лабораторні комплекси або транспортні засоби, призначені для переміщення поверхнею планет і інших небесних тіл.
Космічні апарати призначені для виконання найширшого спектра наукових, господарських, військових та іншого роду завдань, які зокрема включають:
- Дослідження Землі — супутники дистанційного зондування Землі;
- Метеорологія — метеорологічні супутники;
- Навігація — навігаційні супутники;
- Планетні й міжпланетні дослідження — автоматичні міжпланетні станції, планетоходи;
- Телекомунікації й зв'язок — телекомунікаційні супутники;
- Забезпечення життєдіяльності людини у космічному просторі — пілотовані космічні кораблі та орбітальні станції;
- Космічний туризм — пілотовані космічні кораблі та орбітальні станції;
- Розвідка та військові експерименти — розвідувальні супутники, військові супутники, пілотовані космічні кораблі та орбітальні станції;
З огляду на специфіку виконуваних завдань космічні апарати можуть оснащуватися різними силовими установками на основі ракетних двигунів, до яких відносяться як традиційні реактивні двигуни, так і перспективні (сонячне вітрило, що використовує тиск сонячного світла й так званий «сонячний вітер»; іонні двигуни, ядерні двигуни, термоядерні тощо).
-
-
- Автоматичний космічний апарат «Кассіні — Гюйгенс», що досліджує планету Сатурн, кільця й його супутники
- Космічний шатл «Діскавері», сфотографований з міжнародної космічної станції.
Масові характеристики космічних апаратів
Ка | маса |
---|---|
фемто- | до 100 г |
піко- | до 1 кг |
нано- | 1-10 кг |
мікро- | 10-100 кг |
міні- | 100-500 кг |
малі | 500-1000 кг |
великі | понад 1000 кг |
Особливості польоту
У загальному випадку політ космічного апарата можна розділити на етап виведення, етап орбітального польоту та етап посадки. На етапі виведення космічний апарат має набрати необхідну космічну швидкість у заданому напрямку. Орбітальний етап характеризується інерціальним рухом апарата згідно з законами небесної механіки. Посадковий етап починається із входження в атмосферу і покликаний погасити швидкість апарата, що повертається, до припустимої посадкової швидкості.
Для подовження терміну існування космічного апарата на орбіті та можливості проведення польотів у глибокий космос розглядається можливість заправки у космосі.
Вплив нецентральності поля притягання
Потенціал притягання Землі задається формулою
де — стала тяжіння;
— маса та середній екваторіальний радіус Землі відповідно;
— геоцентричний радіус-вектор, геоцентрична широта й довжина космічного апарату;
— поліном Лежандра,
— безрозмірні константи, які характеризують форму Землі.
Бортові системи
Необхідність тривалого функціонування в умовах космічного простору і виконання цільових завдань обумовили розвиток наступних основних систем космічних апаратів: системи енергозабезпечення, системи терморегуляції, системи радіаційного захисту, системи космічного зв'язку, системи керування рухом тощо. Для пілотованих космічних апаратів характерною є також наявність розвинутої системи життєзабезпечення
Окремий комплекс проблем виникає при поверненні космічних апаратів на Землю або виконанні посадки на поверхню інших небесних тіл. Зокрема, це спричиняє розробку складних систем забезпечення зниження та посадки.
Ще один клас завдань, що постають перед розробниками космічних апаратів, це забезпечення їх стикування з іншими штучними об'єктами. Виконання цих завдань припускає наявність систем зближення та стикування.
Силова установка
Дозволяє змінювати швидкість та напрямок руху (РСК) КА. Зазвичай використовується хімічний ракетний двигун, але це можуть бути і електричні, ядерні та інші двигуни, може застосовуватися також сонячне вітрило.
Космічні апарати у фантастиці
Освоєння космічного простору є одним з головних сюжетів наукової фантастики. Апарати для переміщення усередині зоряної системи, зокрема між планетами, називаються у деяких авторів планетольотами. Як правило, принципом їхньої дії є (як і в сучасних КА) реактивна тяга. Іноді такі кораблі називаються просто ракетами.
Для переміщень на міжзоряні відстані служать зорельоти. Сучасна технологія не дозволяє створювати апарати для міжзоряних переміщень, що володіють відповідною швидкістю і здатні входити в гіперпростір чи кротовини.
Див. також
Примітки
- Справочное руководство по небеской механике и астродинамике. Под ред. Г.Н.Дубошина. -М.: Наука, 1976, 862 с.
Посилання
- Оптико-електронні прилади космічних апаратів (1972) [ 8 січня 2010 у Wayback Machine.]
- Космічні двигуни третього тисячоріччя [ 25 лютого 2010 у Wayback Machine.]
- Закордонні космічні апарати [ 17 червня 2013 у Wayback Machine.]
- (англ.) Robotic Space Exploration [ 5 червня 2015 у Wayback Machine.] — новини дослідження космосу роботизованими космічними апаратами.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kosmichnij aparat KA tehnichnij pristrij sho vikoristovuyetsya dlya vikonannya riznomanitnih zavdan u kosmichnomu prostori a takozh provedennya doslidnickih ta inshogo rodu robit na poverhni riznih nebesnih til Zasobami dostavki kosmichnih aparativ na orbitu sluzhat raketi nosiyi abo litaki Kosmichnij aparatOperatordKod MCN8802 60 00Kategoriya krayevidiv elementad Kosmichnij aparat u VikishovishiKosmichna stanciya Mir 12 chervnya 1998 roku Kosmichni aparati odnim z osnovnih zavdan yakih ye transportuvannya lyudej abo ustatkuvannya u verhnij chastini zemnoyi atmosferi tak zvanomu tobto 20 100 km takozh nazivayut kosmichnimi litalnimi aparatami KLA Galuzi zastosuvannya kosmichnih aparativ viznachayut yihnij podil na taki grupi suborbitalni navkolozemni orbitalni tobto taki sho ruhayutsya po geocentrichnih orbitah shtuchnih suputnikiv Zemli mizhplanetni ekspedicijni naplanetni Takozh prijnyato rozriznyati avtomatichni ta pilotovani kosmichni aparati Do pilotovanih kosmichnih aparativ zokrema vidnosyat usi vidi pilotovanih kosmichnih korabliv ta orbitalnih kosmichnih stancij Popri te sho suchasni orbitalni stanciyi funkciyuyut v oblasti blizhnogo kosmosu i formalno mozhut nazivatisya kosmichnimi litalnimi aparatami za sformovanoyu tradiciyeyu yih nazivayut kosmichnimi aparatami Nazva kosmichnij litalnij aparat inodi takozh vikoristovuyetsya dlya poznachennya aktivnih tobto takih sho manevruyut shtuchnih suputnikiv Zemli z metoyu pidkreslennya yihnih vidminnostej vid pasivnih suputnikiv Zdebilshogo zh znachennya terminiv kosmichnij litalnij aparat i kosmichnij aparat sinonimichni j vzayemozaminni U proyektah zi stvorennya giperzvukovih litalnih aparativ sho aktivno rozroblyuyutsya ostannim chasom chasto vikoristayut she odnu shozhu nazvu povitryano kosmichni aparati PKA poznachayuchi takim chinom zasobi priznacheni dlya vikonannya kerovanogo polotu yak u bezpovitryanomu kosmichnomu prostori tak i v shilnij atmosferi Zemli 2022 roku vidbulosya 186 zapuskiv kosmichnih aparativ samih aparativ bulo bilshe tomu sho za odin zapusk mozhe vivoditisya kilka aparativ Klasifikaciya kosmichnih aparativRozriznyayut taki klasi kosmichnih aparativ shtuchni suputniki Zemli zagalna nazva vsih kosmichnih aparativ sho obertayutsya navkolo Zemli po geocentrichnij orbiti kosmichni zondi sho zastosovuyutsya dlya vivchennya dalekogo kosmosu avtomatichni abo pilotovani kosmichni korabli sho vikoristovuyutsya dlya dostavki vantazhiv i lyudej na navkolozemnu orbitu a v majbutnomu i na orbiti inshih planet ta dlya yih povernennya orbitalni stanciyi pilotovani aparati priznacheni dlya dovgostrokovogo perebuvannya ta roboti lyudej na orbiti Zemli abo inshoyi planeti spuskni aparati priznacheni dlya dostavki lyudej i abo aparaturi z navkoloplanetnoyi orbiti abo mizhplanetnoyi trayektoriyi na poverhnyu planeti z m yakoyu posadkoyu planetohodi avtomatichni laboratorni kompleksi abo transportni zasobi priznacheni dlya peremishennya poverhneyu planet i inshih nebesnih til Kosmichni aparati priznacheni dlya vikonannya najshirshogo spektra naukovih gospodarskih vijskovih ta inshogo rodu zavdan yaki zokrema vklyuchayut Doslidzhennya Zemli suputniki distancijnogo zonduvannya Zemli Meteorologiya meteorologichni suputniki Navigaciya navigacijni suputniki Planetni j mizhplanetni doslidzhennya avtomatichni mizhplanetni stanciyi planetohodi Telekomunikaciyi j zv yazok telekomunikacijni suputniki Zabezpechennya zhittyediyalnosti lyudini u kosmichnomu prostori pilotovani kosmichni korabli ta orbitalni stanciyi Kosmichnij turizm pilotovani kosmichni korabli ta orbitalni stanciyi Rozvidka ta vijskovi eksperimenti rozviduvalni suputniki vijskovi suputniki pilotovani kosmichni korabli ta orbitalni stanciyi Z oglyadu na specifiku vikonuvanih zavdan kosmichni aparati mozhut osnashuvatisya riznimi silovimi ustanovkami na osnovi raketnih dviguniv do yakih vidnosyatsya yak tradicijni reaktivni dviguni tak i perspektivni sonyachne vitrilo sho vikoristovuye tisk sonyachnogo svitla j tak zvanij sonyachnij viter ionni dviguni yaderni dviguni termoyaderni tosho Kosmichnij korabel Soyuz zi chlenami ekipazhu MKS na bortu Avtomatichna observatoriya Habbl na orbiti Zemli Avtomatichnij kosmichnij aparat Kassini Gyujgens sho doslidzhuye planetu Saturn kilcya j jogo suputniki Kosmichnij shatl Diskaveri sfotografovanij z mizhnarodnoyi kosmichnoyi stanciyi Masovi harakteristiki kosmichnih aparativKa masafemto do 100 gpiko do 1 kgnano 1 10 kgmikro 10 100 kgmini 100 500 kgmali 500 1000 kgveliki ponad 1000 kgOsoblivosti polotuU zagalnomu vipadku polit kosmichnogo aparata mozhna rozdiliti na etap vivedennya etap orbitalnogo polotu ta etap posadki Na etapi vivedennya kosmichnij aparat maye nabrati neobhidnu kosmichnu shvidkist u zadanomu napryamku Orbitalnij etap harakterizuyetsya inercialnim ruhom aparata zgidno z zakonami nebesnoyi mehaniki Posadkovij etap pochinayetsya iz vhodzhennya v atmosferu i poklikanij pogasiti shvidkist aparata sho povertayetsya do pripustimoyi posadkovoyi shvidkosti Dlya podovzhennya terminu isnuvannya kosmichnogo aparata na orbiti ta mozhlivosti provedennya polotiv u glibokij kosmos rozglyadayetsya mozhlivist zapravki u kosmosi Vpliv necentralnosti polya prityagannya Potencial prityagannya Zemli U displaystyle U zadayetsya formuloyu U fMr 1 n 2 In r0r nPn sin f n 2 k 1 r0r nPnk sin f Cnkcos kl Snksin kl displaystyle U frac fM r 1 sum n 2 infty I n frac r 0 r n P n sin varphi sum n 2 infty sum k 1 infty frac r 0 r n P nk sin varphi cdot C nk cos k lambda S nk sin k lambda de f displaystyle f stala tyazhinnya M r0 displaystyle M r 0 masa ta serednij ekvatorialnij radius Zemli vidpovidno r f l displaystyle r varphi lambda geocentrichnij radius vektor geocentrichna shirota j dovzhina kosmichnogo aparatu Pn displaystyle P n cdot polinom Lezhandra In Cnk Snk displaystyle I n C nk S nk bezrozmirni konstanti yaki harakterizuyut formu Zemli Bortovi sistemiNeobhidnist trivalogo funkcionuvannya v umovah kosmichnogo prostoru i vikonannya cilovih zavdan obumovili rozvitok nastupnih osnovnih sistem kosmichnih aparativ sistemi energozabezpechennya sistemi termoregulyaciyi sistemi radiacijnogo zahistu sistemi kosmichnogo zv yazku sistemi keruvannya ruhom tosho Dlya pilotovanih kosmichnih aparativ harakternoyu ye takozh nayavnist rozvinutoyi sistemi zhittyezabezpechennya Okremij kompleks problem vinikaye pri povernenni kosmichnih aparativ na Zemlyu abo vikonanni posadki na poverhnyu inshih nebesnih til Zokrema ce sprichinyaye rozrobku skladnih sistem zabezpechennya znizhennya ta posadki She odin klas zavdan sho postayut pered rozrobnikami kosmichnih aparativ ce zabezpechennya yih stikuvannya z inshimi shtuchnimi ob yektami Vikonannya cih zavdan pripuskaye nayavnist sistem zblizhennya ta stikuvannya Silova ustanovka Dokladnishe Rushijna ustanovka kosmichnogo aparata Dozvolyaye zminyuvati shvidkist ta napryamok ruhu RSK KA Zazvichaj vikoristovuyetsya himichnij raketnij dvigun ale ce mozhut buti i elektrichni yaderni ta inshi dviguni mozhe zastosovuvatisya takozh sonyachne vitrilo Kosmichni aparati u fantasticiOsvoyennya kosmichnogo prostoru ye odnim z golovnih syuzhetiv naukovoyi fantastiki Aparati dlya peremishennya useredini zoryanoyi sistemi zokrema mizh planetami nazivayutsya u deyakih avtoriv planetolotami Yak pravilo principom yihnoyi diyi ye yak i v suchasnih KA reaktivna tyaga Inodi taki korabli nazivayutsya prosto raketami Dlya peremishen na mizhzoryani vidstani sluzhat zoreloti Suchasna tehnologiya ne dozvolyaye stvoryuvati aparati dlya mizhzoryanih peremishen sho volodiyut vidpovidnoyu shvidkistyu i zdatni vhoditi v giperprostir chi krotovini Div takozhRaketa nosij Shtuchnij suputnik Zemli Kosmichnij zond Pilotovani kosmichni aparati Pilotovanij kosmichnij korabel Orbitalna stanciya Litalnij aparat Pilotovanij kosmichnij politPrimitkiSpravochnoe rukovodstvo po nebeskoj mehanike i astrodinamike Pod red G N Duboshina M Nauka 1976 862 s PosilannyaOptiko elektronni priladi kosmichnih aparativ 1972 8 sichnya 2010 u Wayback Machine Kosmichni dviguni tretogo tisyachorichchya 25 lyutogo 2010 u Wayback Machine Zakordonni kosmichni aparati 17 chervnya 2013 u Wayback Machine angl Robotic Space Exploration 5 chervnya 2015 u Wayback Machine novini doslidzhennya kosmosu robotizovanimi kosmichnimi aparatami