Объясняем просто: космос
1.23K subscribers
146 photos
7 videos
62 links
Канал об орбитальной механике, космонавтике, астрономии и человеке в космосе.

Бот для обратной связи: https://t.iss.one/ExplainSpaceBot
Download Telegram
На видео вы видите то, как испытатель располагается внутри Центрифуги малого радиуса (ЦМР) в Институте медико-биологических проблем РАН.

Центрифуга имеет радиус 2,5 метра с двумя плечами, в каждом из которых может находиться испытатель. Регулирование скорости вращения очень плавное, с ускорением от 1/100 до 1/5 g в секунду. Максимальная перегрузка на уровне стоп человека может достигать 5g. Ложемент («кровать», на которой лежит испытатель) перемещается вдоль оси вращения и меняет свою конфигурацию: так можно получать разные гравитационные градиенты в направлении голова-стопы и изучать вращение в разных положениях — лежа, полулежа и сидя. Есть возможность установить в центрифуге велоэргометр (видео). Полностью закрытые кабины защищают от влияния эффектов вращения на зрительные органы человека, существенно повышают комфорт во время вращений и устраняют дополнительные побочные эффекты, связанные с воздействием ускорения Кориолиса.

ЦМР — один из ключей к повышению безопасности и комфорта долговременных космических полетов на околоземных космических станциях и в дальнем космосе.

Дело в том, что невесомость — среда, враждебная по отношению к человеческому организму. После пребывания в микрогравитации более двух недель, начинается быстрая потеря костной и мышечной массы. Основным средством борьбы с этой проблемой сейчас являются физические упражнения, которым космонавты и астронавты ежедневно уделяют по несколько часов в день. Это позволяет провести до года на орбите (рекорд — 437 дней) и вернуться с минимальными потерями на Землю. Но во время марсианской экспедиции пребывание в невесомости на пути к Марсу и обратно, к Земле, составит около двух лет.

Межпланетный корабль, оснащенный модулем с ЦМР, может иметь практически неограниченную длительность полета, за счет профилактики здоровья в условиях искусственной силы тяжести. Такой модуль планируют включить в состав Российской орбитальной станции РОС.

Благодарим ИМБП @imbp_ru за возможность посетить институт и стенд «Центрифуга короткого радиуса»!

#человеквкосмосе
👍29🔥109
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Стационарная орбита

Как вы помните, размер орбиты может меняться в широких пределах между средней высотой поверхности (или границей атмосферы, если она есть) и радиусом сферы Хилла. Среди всех возможных замкнутых орбит особо выделяется одна, круговая, экваториальная*, период обращения на которой совпадает с периодом вращения центрального тела. Такая орбита называется стационарной. Для Земли эта орбита имеет большую полуось 42 164 км или высоту над поверхностью 35 786 км и называется геостационарной. Космический аппарат, который находится на такой орбите, будет казаться зависшим над одной точкой поверхности над экватором.

Радиус стационарной орбиты напрямую зависит от периода вращения тела. В случае медленно вращающихся объектов он может оказаться больше сферы Хилла. Это означает, что стационарная орбита возможна не для всех тел в Солнечной системе. Медленно вращаются и имеют недостаточно большую сферу Хилла некоторые планеты (Венера и Меркурий) и все спутники планет.

Если объект находится на орбите ниже синхронной, то его период обращения будет меньше длительности планетарных суток, и проекция положения тела на поверхность будет опережать вращение планеты. Если выше — то период будет больше суток, и проекция будет отставать от вращения планеты.

В небесной механике планеты и спутники рассматриваются как эластичные тела. Взаимное притяжение приводит к деформации, образуя на поверхности т.н. приливные горбы. Эти горбы создают силу притяжения, и, в зависимости от орбитального периода спутника, взаимодействие с приливным горбом будет приводить либо к уменьшению скорости спутника и снижению его орбиты (если она ниже стационарной), либо, наоборот, к увеличению. Из-за этого эффекта Луна постепенно отдаляется от Земли, а спутники Марса (Фобос) и Нептуна (Тритон) медленно теряют высоту и неизбежно разрушатся.

* - забегая вперед, скажем, что у стационарной орбиты наклонение к экватору равно нулю.

#орбитальнаямеханика
👍31🔥7👏21
Что общего у американского космического корабля «Орион», европейского беспилотного грузового корабля ATV и межпланетной автоматической станции «Кассини»?

Все эти космические аппараты используют двигатель R-4D разработки и производства компании «Марквардт». Этот двигатель создавался для системы ориентации космического корабля «Аполлон». Система ориентации нужна для того, чтобы разворачивать корабль по осям вращения и для выполнения небольших маневров, которые нужны при коррекции орбиты или выполнении стыковки с другим космическим аппаратом. Поскольку у космического аппарата 6 степеней свободы, то и двигателей в системе ориентации требуется много: с учетом резервирования — несколько десятков. Требования к таким двигателям предъявляются самые высокие: они должны обладать возможностью выдавать импульс строго определенной величины многие тысячи раз в течение полета.

Корпорация «Марквардт» в начале 60-тых обладала уникальным набором компетенций: подразделения компании разрабатывали и выпускали пульсирующие воздушно-реактивные двигатели, прямоточные воздушные двигатели, системы автоматизации для железных дорог, различные компоненты для американской аэрокосмической и военной промышленности. Большой опыт позволил создать небольшой, легкий и эффективный двигатель, использующий в качестве топлива и окислителя монометилгидразин и азотный тетраоксид. Эти компоненты, несмотря на высокую токсичность, способны самовоспламеняться при смешивании, что, в комбинации с вытеснительной подачей топлива, сильно упростило конструкцию. После банкротства «Марквардт», двигатель продолжает выпускаться компанией Aerojet Rocketdyne.

Тяга двигателя — 50 кгс, масса — 3,76 кг. Гарантированное количество включений — более 20 000. Удельный импульс — до 315 секунд. Длительность непрерывной работы не ограничена.

Любопытно, что «Марквардт» выпускала еще один вид продукции, где было нужно смешивать химические компоненты под большим давлением с высокой эффективностью: авиационный бинарный химический боеприпас «Bigeye».

#современнаякосмонавтика
👍271🔥1🤯1👌1
На этой фотографии Марса в усиленных цветах, сделанной 21 августа 2023 года эмиратской АМС Hope, видны протяженные области белого цвета. Снимок сделан в начале лета в северном полушарии. Как вы думаете, что бы это могло быть: лед, иней, снег, облака?

Это облака водяного льда. Чтобы лучше понять где что, надо выделить самые заметные детали на диске: это долины Маринер ❶ (диагональный разлом выше центра) и два из трех вулканов провинции Фарсида ❷ — гора Аскрийская и гора Павлина (темные пятна посреди облачного поля ниже правого края), и белая от инея равнина Аргир ❸ у верхнего края. Облака образуют широкий пояс вдоль экватора ❹ и особенно плотны вокруг вулканов ❺ (это еще лучше заметно на втором фото, где одинокая гора Арсия выглядывает из сплошной облачности). Вид на облака с поверхности на третьем фото.

Концентрация водяного пара в атмосфере Марса примерно в 10.000 раз меньше, чем на Земле. Но этого достаточно для образования дымки и туманов у поверхности и облаков из кристаллов льда толщиной в сотни метров на высотах 10-30 километров. По форме они напоминают земные перистые облака. Облачные структуры включают в себя те, что связаны с крупными формами рельефа: высокими вулканами в провинциях Фарсида и Элизиум, полярными шапками (где они появляются соответствующими осенью, зимой и весной) и афелийным поясом (большая структура, которая формируется в северном полушарии весной и летом, в основном над экватором). Плотность облаков подвержена суточным колебаниям: в тропиках она выше всего утром, падает к полудню и снова нарастает к вечеру.

Существование облаков на Марсе подозревали еще во времена телескопических наблюдений: с Земли в телескоп они были видны как яркие белые пятна по краям диска и отмечались наблюдателями с 19-того века. С орбиты облака изучаются несколькими искусственными спутниками Марса, среди которых русско-европейский аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter, одним из приборов на борту которого является Atmospheric Chemistry Suite, созданный в Институте космических исследований РАН.

#солнечнаясистема
👍24😍32❤‍🔥2🔥1🆒1
Дорогие подписчики! Вас на нашем канале уже более тысячи человек, и мы очень рады вашему вниманию. Комментарии к постам открыты, и, кроме того, вы можете написать нам в бот.

Через @ExplainSpaceBot вы сможете:
• предложить нам идею для поста;
• сообщить о неточностях или ошибках;
• задать любой интересующий вас вопрос по темам канала.

Просто нажмите на название нашего бота, выберите из меню соответствующую опцию и отправьте сообщение.
👍23🔥10👏3🎉2
Один из вопросов в бот был о книгах для тех, кто «проникся» космосом, и вот наша версия из пяти книг для разных возрастов и различного уровня знакомства с темой:

«Мировая пилотируемая космонавтика» под редакцией Ю. М. Батурина — очень хороший справочник по пилотируемым программам СССР, США, России и Китая. В печатном виде — монументальный, дорогой том (идеальный подарок для любителя космонавтики), и при этом книга доступна бесплатно в электронном виде.

«Дорога на космодром», Ярослав Голованов
— прекрасно иллюстрированная книга, написанная простым языком. Рассказывает о длинном пути, который привел человечество к идее о покорении космоса, и как стал возможен космический полет человека.

«Животные-космонавты Первые покорители космоса», Дарья Чудная — отличная книга для детей и их родителей: интересный и не лишенный драматизма рассказ о советской программе исследований того, как на живые организмы влияют условия полета на ракетах. Главные герои книги — собаки-испытатели, совершившие суборбитальные и космические полеты.

«Разведчики внешних планет», Игорь Лисов — энциклопедический труд, подробно рассказывающий о космических аппаратах, исследовавших Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун: «Пионерах» и «Вояджерах». Уникально, детально описаны события их полетов, с многочисленными техническими подробностями, не только об автоматических межпланетных станциях, но и о постоянно шедшей на Земле работе по совершенствованию системы Дальней космической связи.

«Удивительная Земля», Сергей Рязанский — фотокнига, полная красоты, которую можно увидеть только с орбиты. Редкая возможность показать, что космонавтика — это не только наука и техника, но и способ, дающий возможность еще больше ценить нашу единственную прекрасную планету.

#рекомендации
👍2611🔥8
1 мая на сайте НАСА, в разделе посвященном результатам работы программы NIAC, вышла заметка о завершении первой фазы одной из отобранных по результатам конкурса 2024 года концепций межпланетной двигательной системы Pulsed Plasma Rocket (PPR).

PPR — это представитель ядерно-импульсных двигательных установок пушечного типа. Двигатель состоит из «пуль» урана-235, обогащённого до 5-20%, в смеси с замедлителем нейтронов (водяным льдом), метателя «пуль», уранового ствола, магнитного сопла и барабанов-отражателей нейтронов. Принцип работы таков (подробно в статье):

❶ Когда барабаны развернуты, система подкритична, и пролет «пули» через ствол не приводит к взрыву.
❷ Перед рабочим циклом барабаны поворачиваются в рабочее положение.
❸ Метатель выпускает «пулю» весом 2.2 кг и размером 5.7х11 см со скоростью ~1600 м/c.
❹ При движении через ствол, «пуля» проходит сквозь поток нейтронов, испаряется и вылетает в виде облака горячей плазмы.
❺ Расширяющееся облако плазмы взаимодействует с магнитным соплом и создает тягу в 10 тонн при удельном импульсе в 5000 секунд (в 10 раз эффективней лучшего двигателя на химическом топливе).

Проблему для этой конструкции, которую авторы проекта решали в первой фазе программы, представляет охлаждение и защита канала ствола от эрозии плазмой. Во второй фазе разработчики обещают оптимизацию дизайна двигательной установки для улучшения массовых характеристик и увеличения удельного импульса, завершение дизайна космического корабля для полета к Марсу с учетом биологической защиты экипажа и, самое интересное, проведение экспериментов по проверке концепции основных компонентов.

NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) — это программа по финансированию разработки инновационных идей, которые в перспективе могут привести к прорывам в технологиях. Среди отобранных в 2024 году концепций можно отметить GO-LoW (космическая обсерватория сверхдлинноволнового радиодиапазона), FLUTE (концепт космического телескопа с жидким зеркалом диаметром 50 метров) и многие другие.

#сияющиеперспективы
🤔17🔥14👍7
Недавно прошел очередной конкурс фотографий Млечного пути. Кроме художественной ценности, эти фотографии дают возможность наглядно познакомиться с ближним и дальним галактическим окружением Солнечной системы и нашей Галактики.

Сам Млечный путь — это вид на плоскость диска Галактики, который мы наблюдаем изнутри, практически из середины (Солнце находится примерно в 20-30 парсеках над плоскостью диска, имеющего среднюю толщину 300-400 парсек). Миллиарды звезд диска сливаются в сплошную туманную полосу, яркость которой заметно увеличивается в направлении на галактический центр ⓿ в созвездии Стрельца.

На первом фото, сделанном с перевала Джау в Италии, бросаются в глаза красноватые пятна* — это рассеянные туманности, среди которых выделяются: ❶ Туманность Чайка (на границе Единорога и Большого Пса), ❷ Туманность Розетка,Скопление Снежинки и окружающая туманность, ❹ Петля Барнарда,Туманность Ориона,Кольцо Лямбды Ориона,Туманность пламенеющей звезды,Туманность Калифорния, ❾ Туманности Сердце и Душа.

На конкурс присылались фотографии, сделанные в разных местах Земли. На фото из чилийской пустыни Атакама на фоне Млечного пути хорошо заметны темные облака пыли и газа. Особенно плотные они в направлении на центр Галактики ⓿ и почти полностью скрывают от нас сияние звезд галактического балджа.

Слева от клешни Скорпиона видна ❿ туманность Кобольд вокруг звезды ζ Змееносца, в самой клешне выделяется ⓫ туманность ρ Змееносца. В центре кадра: особо темное пятно на голубоватом фоне — темная туманность ⓬ Угольный мешок, правее которого заметна ⓭ туманность Эты Киля, а еще правее и ниже галактического экватора доминирует огромная туманность — остаток сверхновой в созвездии Парусов, над которой видно длинное полотно ⓯ туманности Гама (тоже остаток близкой сверхновой), и у горизонта заметна жемчужная паутина нерегулярной галактики — спутника Млечного пути — ⓮ Большого Магелланова Облака.

Здесь перечислены только самые крупные и заметные объекты на этих прекрасных фотографиях.

* — большинство этих туманностей не видны невооруженным глазом, а фотографии, на которых они заметны, достигались сложением многих изображений, сделанных со специальными фильтрами.

#наблюдательнаяастрономия
🔥248👍4😍3❤‍🔥1
Мы уже достаточно много писали про размер и форму орбит, о том, какими они бывают в Солнечной системе и об одном особом типе орбит — стационарном. Давайте теперь разберемся с тем, как они могут быть ориентированы в пространстве.

Для описания ориентации орбиты нам придется ввести три угловых параметра и два ориентира, относительно которых мы будем эти углы измерять:

1. Первый наш ориентир — базовая плоскость. Это выбранная из соображений удобства плоскость, проходящая через притягивающий центр и занимающая фиксированное положение. Для описания орбит вокруг небесных тел в качестве базовой в основном используется плоскость экватора небесного тела. При описании орбит в Солнечной системе роль базовой выполняет плоскость орбиты Земли — то есть, плоскость эклиптики.

2. Второй — выделенное направление в базовой плоскости. Традиционно для Земли и Солнечной системы это направление от притягивающего центра на точку весеннего равноденствия ♈️ (она находится на пересечении плоскостей земного экватора и эклиптики).

Две точки, в которых орбита пересекает базовую плоскость, называются узлами орбиты. Узел, в котором движение идет с юга на север, называется восходящим узлом ☊, а где движение идет с севера на юг — нисходящим ☋. Линия, которая соединяет узлы, именуется линией узлов.

Итак:

Первый угол называется «наклонение орбиты» и обозначается «i». Это наклон плоскости орбиты к базовой плоскости, измеряемый в градусах, отсчитываемых против часовой стрелки.

Второй угол называется «долгота восходящего узла» и обозначается большой буквой омега «Ω». Он определяет поворот наклоненной плоскости относительно выделенного направления — то есть, это угол между линией узлов и направлением на точку весеннего равноденствия, отсчитываемый против часовой стрелки от 0 до 359 градусов.

Третий угол называется «аргумент перицентра» и обозначается прописной буквой омега «ω». Он определяет ориентацию орбиты внутри ее плоскости — это угол между линией узлов и линией апсид (или угол между направлением на перицентр и восходящим узлом), отсчитываемый против часовой стрелки от 0 до 360 градусов.
👍276😁1🤯1