Kosmoseaparaadid kogu oma mitmekesisuses on inimkonna uhkus ja mure. Nende loomisele eelnes sajanditepikkune teaduse ja tehnika arengu ajalugu. Kosmoseajastu, mis võimaldas inimestel vaadata maailma, milles nad elavad, väljastpoolt, tõstis meid uude arengujärku. Kosmoses olev rakett ei ole tänapäeval unistus, vaid teema kõrgelt kvalifitseeritud spetsialistidele, kes seisavad silmitsi ülesandega täiustada olemasolevaid tehnoloogiaid. Milliseid kosmoseaparaadi tüüpe eristatakse ja kuidas need üksteisest erinevad, arutatakse artiklis.
Definitsioon
Kosmoseaparaat on kõigi kosmoses töötamiseks mõeldud seadmete üldine nimi. Nende klassifitseerimiseks on mitu võimalust. Lihtsamal juhul eristatakse mehitatud ja automaatseid kosmoselaevu. Esimesed jagunevad omakorda kosmoselaevadeks ja jaamadeks. Erinevate võimaluste ja otstarbe poolest on need mitmes osas sarnased nii struktuuri kui ka kasutatavate seadmete poolest.
Lennufunktsioonid
Iga kosmoseaparaat pärastStart läbib kolm peamist etappi: orbiidile laskmine, tegelik lend ja maandumine. Esimene etapp hõlmab kosmosesse sisenemiseks vajaliku kiiruse arendamist aparaadi poolt. Orbiidile pääsemiseks peab selle väärtus olema 7,9 km/s. Maa gravitatsiooni täielik ületamine hõlmab teise kosmilise kiiruse väljatöötamist, mis võrdub 11,2 km/s. Nii liigub rakett ruumis, kui selle sihtmärk on universumi ruumi kaugemad osad.
Pärast atraktsioonist vabanemist järgneb teine etapp. Orbitaallennu protsessis toimub kosmoselaevade liikumine neile antud kiirenduse tõttu inertsist. Lõpuks hõlmab maandumine laeva, satelliidi või jaama kiiruse vähendamist peaaegu nullini.
Täidis
Iga kosmoseaparaat on varustatud seadmetega, mis sobivad nende lahendamiseks mõeldud ülesannetega. Peamine lahknevus on aga seotud nn sihtseadmetega, mis on vajalikud just andmete hankimiseks ja erinevateks teadusuuringuteks. Kosmoselaeva ülejäänud varustus on sarnane. See sisaldab järgmisi süsteeme:
- energiavarustus - kõige sagedamini varustavad kosmoselaevu vajaliku energiaga päikese- või radioisotoopakud, keemiapatareid, tuumareaktorid;
- side - toimub raadiolaine signaali abil, Maast olulisel kaugusel, antenni täpne suunamine muutub eriti oluliseks;
- elu tugi - süsteem on tüüpiline mehitatud kosmoselaevadele, tänu sellele on inimestel võimalik pardal püsida;
- orienteerumine – nagu kõik teised laevad, on kosmoseaparaadid varustatud seadmetega, mis võimaldavad pidev alt määrata oma asukohta kosmoses;
- liikumine – kosmoselaeva mootorid võimaldavad muuta nii lennukiirust kui ka suunda.
Klassifikatsioon
Üks peamisi kriteeriume kosmoselaevade tüüpideks jagamisel on töörežiim, mis määrab nende võimalused. Selle põhjal eristatakse seadmeid:
- asub geotsentrilisel orbiidil või Maa tehissatelliitidel;
- need, kelle eesmärk on uurida kosmose kaugemaid piirkondi – automaatseid planeetidevahelisi jaamu;
- kasutatakse inimeste või vajaliku kauba toimetamiseks meie planeedi orbiidile, neid nimetatakse kosmoselaevadeks, need võivad olla automaatsed või mehitatud;
- mõeldud inimeste pikaks ajaks kosmoses hoidmiseks, need on orbitaaljaamad;
- tegeletakse inimeste ja lasti toimetamisega orbiidilt planeedi pinnale, neid nimetatakse laskumiseks;
- võimelised uurima planeeti, mis asub otse selle pinnal ja liigub selle ümber. Need on planeetide kulgurid.
Vaatleme mõnda tüüpi lähem alt.
AES (tehismaa satelliidid)
Esimesed kosmosesse saadetud sõidukid olid kunstlikudmaa satelliidid. Füüsika ja selle seadused muudavad iga sellise seadme orbiidile saatmise heidutavaks ülesandeks. Iga aparaat peab ületama planeedi gravitatsiooni ja siis mitte sellele peale kukkuma. Selleks peab satelliit liikuma esimese kosmosekiirusega või veidi kiiremini. Meie planeedi kohal eristatakse tehissatelliidi võimaliku asukoha tingimuslikku alampiiri (läbib 300 km kõrguselt). Lähem paigutus põhjustab atmosfääritingimustes seadme üsna kiire aeglustumise.
Esialgu suutsid Maa tehissatelliite orbiidile toimetada ainult kanderaketid. Füüsika aga ei seisa paigal ja tänapäeval töötatakse välja uusi meetodeid. Seega on üks viimasel ajal sageli kasutatud meetoditest teiselt satelliidilt startimine. Plaanis on kasutada ka muid võimalusi.
Maa ümber tiirlevate kosmoselaevade orbiidid võivad asuda erinevatel kõrgustel. Sellest sõltub loomulikult ka ühe ringi jaoks kuluv aeg. Satelliidid, mille pöördeperiood on võrdne ööpäevaga, asetatakse nn geostatsionaarsele orbiidile. Seda peetakse kõige väärtuslikumaks, kuna sellel asuvad seadmed näivad maise vaatleja jaoks paigal olevat, mis tähendab, et antennide pöörlemiseks pole vaja mehhanisme luua.
AMS (automaatsed planeetidevahelised jaamad)
Teadlased saavad väljaspool geotsentrilist orbiiti saadetud kosmoselaevade abil tohutul hulgal teavet päikesesüsteemi erinevate objektide kohta. AMS-i objektid on planeedid ja asteroidid ja komeedid ja isegivaatlemiseks saadaval olevad galaktikad. Sellistele seadmetele seatud ülesanded nõuavad inseneridelt ja teadlastelt tohutuid teadmisi ja pingutusi. AWS-missioonid on tehnoloogilise progressi kehastus ja on samal ajal selle stiimulid.
Mehitatud kosmoselaev
Sõidukid, mis on loodud inimeste sihtpunkti toimetamiseks ja tagasisaatmiseks, ei ole tehnoloogilises mõttes sugugi halvemad kui kirjeldatud tüübid. Vostok-1, millel Juri Gagarin lendas, kuulub sellesse tüüpi.
Mehitatud kosmoselaeva loojate jaoks on kõige keerulisem ülesanne tagada meeskonna ohutus Maale naasmisel. Märkimisväärse osa sellistest seadmetest moodustab ka hädaabisüsteem, mis võib osutuda vajalikuks laeva kanderaketiga kosmosesse saatmisel.
Kosmoseaparaate nagu kogu astronautika täiustatakse pidev alt. Viimasel ajal võis meedias sageli näha teateid Rosetta sondi ja Philae maanduri tegevusest. Need kehastavad kõiki uusimaid saavutusi kosmoselaevaehituse, aparaadi liikumise arvutamise jms valdkonnas. Philae sondi maandumist komeedile peetakse Gagarini lennuga võrreldavaks sündmuseks. Kõige huvitavam on see, et see pole inimkonna võimaluste kroon. Ootame endiselt uusi avastusi ja saavutusi nii kosmoseuuringute kui ka lennukite ehitamise osas.
