Рита Титянечко

Игорь Афанасьев

Что такое абляция, и как она спасает жизни

При возвращении с орбиты спускаемый аппарат с космонавтами должен пройти сквозь атмосферу, погружаясь в плазму и подвергаясь сильнейшему аэродинамическому воздействию при чудовищной скорости порядка 27 000 км/ч. 

Без достаточной защиты сгорит и разрушится любая металлическая конструкция, все равно, из чего ты ее ни делай — хоть из алюминия, хоть из вольфрама. Защита корабля должна играть роль хорошего жаростойкого теплоизолятора (т.е. одновременно не гореть и обладать малой способностью к теплопередаче).

абляционная теплозащита

 (от латинского ablatio — удаление, отнятие). Она работает, используя ряд физико-химических процессов. Во время спуска при интенсивном воздействии потока воздуха в материале теплозащиты формируется три слоя. Наружный обгорает и разрушается, сгоревшие частицы уходят под воздействием набегающего потока, унося с собой тепловую энергию. Это «жертвенный» слой теплозащиты, однако значительная часть энергии рассеивается в виде инфракрасного излучения ударной волны и раскаленных частиц.

Непосредственно под слоем, подверженным эрозионному уносу, происходит процесс разложения высокомолекулярных полимеров (пиролиз): смола и стеклоткань распадаются на низкомолекулярные газы и обугленный остаток (кокс). Продукты распада образуют «воздушную подушку», которая препятствует эрозионному уносу вещества с поверхности теплозащиты. Слой, прилегающий к конструкции, имеет низкую теплопроводность и играет роль теплоизоляции стенки.

Корабль — не шашлык, обгорает неравномерно

Изначально вся теплозащита, покрывающая спускаемый аппарат «Союза», гладкая и имеет ржаво-коричневый цвет. В той части, которая стоит перпендикулярно набегающему потоку, защита должна быть массивнее (в донном экране она чуть ли не в пять раз толще, чем на боковых стенках). Однако с помощью специальных методов центр масс спускаемого аппарата смещают так, чтобы обеспечить несимметричное обтекание: союзовская «фара» входит в атмосферу днищем вперед, но часть боковой стенки тоже оказывается подвержена воздействию набегающего потока.

Для спуска «Союза» с орбиты в широком диапазоне начальных условий — как с использованием аэродинамического качества, так и без него (при баллистическом спуске) — применяется система управления движением в атмосфере. Она основана на методе программного разворота спускаемого аппарата по углу крена (при постоянном угле атаки), что в процессе полета обеспечивает изменение эффективной силы — проекции подъемной силы на вертикальную плоскость. При этом для управления нужны сравнительно небольшие моменты — их обеспечивают микродвигатели системы управления спуском, работающие на перекиси водорода. Слив остатков этого компонента из баков спускаемого аппарата часто виден в телерепортаже — вскоре после начала парашютирования, когда отстреливается лобовой щит, вокруг корабля возникает белое облако  уходящей перекиси.

Из-за этой асимметрии после спуска можно видеть, что в большей степени обугливается самый низ (донный экран отстреливается после ввода парашютов, обнажая двигатели мягкой посадки) и часть боковой поверхности, между днищем и крышкой парашютного отсека. Здесь оранжево-ржавая теплозащита превращается в обуглено-черную.

photo_2024-07-09_16-51-06.jpg

Москвичи страдают от экстремальной жары, завидуя космонавтам: те работают в комфорте благодаря функционированию системы терморегулирования, удерживающей температуру в отсеках МКС в пределах 18 — 26°С. Однако не стоит забывать, что без этой системы экипаж спекся бы на солнечной стороне орбиты, где внешние элементы конструкции нагреваются почти до 120°C. А при возвращении на Землю спускаемый аппарат с космонавтами буквально горит, раскаляясь до 2300°С.

Космическая жара: как космонавты защищены от сверхвысоких температур

Михаил Котов

В советской и российской космонавтике ситуации, когда запуск отменялся
буквально за несколько минут до старта, очень редки. На ум приходит
первый запуск с космодрома «Восточный», в апреле 2016 года. Предполагалось, что
27 апреля с новейшего российского космодрома в присутствии президента России
будет произведен первый запуск: ракета «Союз-2.1а» должна была вывести на
орбиту космические аппараты «Ломоносов», «Аист-2Д» и SamSat-218 («СамСат-218»).
Автоматика отменила его за полторы минуты до старта, и пришлось переносить на
резервную дату 28 апреля, когда он и был удачно выполнен без проблем и
технических происшествий.

Как впоследствии стало известно, запуск с Восточного был отменен из-за «недостатков
работы одного из кабелей». О причинах первым рассказал тогдашний руководитель
«Роскосмоса» Игорь Комаров: «Вчера была автоматическая отмена автоматики
наземной системы управления. Она прервала программу полета на короткий срок.
Проблема в том, что по одному из параметров не прошло подтверждение нормальной
работы систем. Мы убедились, что системы работают нормально. По всей видимости,
недостаток работы одного из кабелей, были заменены кабели».

Но это непилотируемый запуск, к их переносам в отрасли относятся гораздо проще. С
пилотируемыми такая ситуация раньше не происходила. Можно лишь вспомнить
буквально пару случаев, когда пуск уже заправленной ракеты-носителя
передвигали на резервный день. Но это не отмена запуска, когда экипаж находится в корабле.

В чем минус подобной ситуации? Во-первых, конечно же хочется, чтобы запуски
происходили, как по нотам. Увы, но реальность такова, что
время от времени какие-то проблемы и отказы все равно будут. Это техника и
люди, по-другому, просто не получится. Поэтому всегда лучше предупредить
потенциально аварийную ситуацию, нежели пытаться разбираться с ее последствиями
– повреждениями стартового стола или в худшем случае неудачным стартом
ракеты-носителя.&nbsp;Автоматика для того и существует, чтобы предупреждать аварии. 

Кроме этого, изменение даты старта практически всегда приводит к изменению
баллистических условий запуска. Изменяется фазовый угол, а значит приходится с
привычной уже сверхкороткой схемы, переходить на классическую двухсуточную. Это
снова дополнительная нагрузка на космонавтов и необходимость быстро
перестраиваться.
С другой стороны, это часть работы, а безопасность все равно важнее. Экипаж
корабля понимает это больше других.

Но если для российской космонавтики как переносы стартов из-за погоды, так и автоматическая
отмена старта, вещи достаточно редкие, то, к примеру, для американской SpaceX, это
в порядке вещей. Задержки и переносы по причине погоды для американской
космонавтики&nbsp;—&nbsp;это вообще норма.&nbsp;

Что же
касается пилотируемых запусков, то вот один из последних примеров — запуск Crew-6 к МКС в феврале 2023 года. 
Во время трансляции запуска 27 февраля примерно за 5 минут ведущие упомянули о
проблеме со смесью для системы зажигания двигателей примерно за пять минут до
ожидаемого времени старта (ее загрузка согласно циклограмме запуска начинается
за 9 минут 45 секунд до старта, за 3 минуты 40 секунд начинается автоматическая
подготовка системы зажигания, а за 3 секунды - само зажигание). Специалисты
компании не смогли решить техническую проблему, прямо во время подготовки и в результате,
за 2 минуты 12 секунд до запуска стартовый таймер был остановлен после
команды — «HOLD! HOLD! HOLD!».

Как впоследствии сообщила NASA: «Возникла проблема с наземной инфраструктурой,
не позволяющая подтвердить данные о полной загрузке смеси для зажигания
двигателей первой ступени Falcon 9». В результате запуск пилотируемого
космического корабля Crew Dragon с экипажем в котором был российский космонавт Андрей
Федяев пришлось отложить до 2 марта 2023 года.

Что по итогу? Произошедшее на космодроме Байконур с космическим кораблем «Союз
МС-25» редкое, но совсем не уникальное происшествие. И уж тем более в этом нет
ничего ужасного, как это подавалось в некоторых блогах. Да, ситуация неприятная
и требует дополнительных проверок и работ, чтобы исключить подобное в
дальнейшем. С другой стороны, важнее всего, что потенциально опасную ситуацию
удалось предупредить.&nbsp;

9.webp

21 марта 2024 года на космодроме Байконур во время подготовки к старту ракеты носителя «Союз-2.1а» с космическим кораблем «Союз МС-25» произошла автоматическая отмена пуска. Причиной стала просадка напряжения химического источника тока. Экипажу пришлось покинуть корабль, а ракету начали готовить к старту на резервную дату 23 марта 2024 года. Часто ли случаются подобные события и как перенос запуска повлиял на полет экипажа?

Отмена запуска «Союза МС-25»: что известно и как перенос повлиял на экипаж

С самого утра мы начали свое путешествие, въехав в Ярославскую область. Да, в городе Ростов Великий нет ничего космического, однако мне очень хотелось еще раз в нем побывать. Слишком уж он милый и игрушечный, со своей неповторимой аурой, к которой мгновенно привыкаешь. 

Если что, мы позавтракали в кафе «Алёша Попович» и совместно решили, что места приятнее, с такими невысокими ценами, мы все не видели уже очень давно.

А еще кремль Ростова Великого у всех россиян вызывает смутное чувство дежавю — и немудрено, ведь именно здесь снимался всенародно любимый фильм «Иван Васильевич меняет профессию».

Центр имени Терешковой: для начинающих

Еще пара часов сквозь поля и леса Ярославской области и мы в Ярославле. Здесь расположен Культурно-просветительский центр им. В. В. Терешковой. Практически в центре города, в пешей доступности от кремля, было построено абсолютно новое здание, в футуристическом стиле, мирно соседствующее с церковью Николы Мокрого, построенной в далеком уже 1686 году. Центр же был открыт 7 апреля 2011 года при личном участии Валентины Владимировны.

Что надо сказать: в первую очередь это именно космический центр, а не музей. То есть тут расчет на тех, кто только начинает знакомиться с космонавтикой, на школьников или даже детсадовцев. И это здорово, что такое место существует, но ждать от него музейных чудес или каких-то совсем уж уникальных экспонатов не стоит.

Тем не менее тут есть очень неплохая подборка фотографий на стене, часть из которых я увидел в первый раз, платья из личной коллекции Валентины Терешковой и несколько удачных моделей ракет и космических кораблей, на которых можно показать детям особенности их работы. И надо сказать, что места тут музею дали совсем немного, не размахнешься. Но и цена в 100 рублей соответствует.

Так что будете в Ярославле с детьми — зайдите обязательно, для самостоятельного посещения — только при наличии большого количества свободного времени.

Просто «Космос»: дом семьи Терешковых, полет на орбиту и будущее

Еще полчаса неспешной поездки и мы доезжаем до поселка Никульского в Тутаевском районе. Здесь расположен музей «Космос», экспозиция которого посвящена жизненному пути Валентины Терешковой, родившейся в этом районе. Снаружи нас встречает идеально подстриженная и ухоженная территория.

Пара интересных экспонатов есть на открытой территории, тут даже за стеклом стоит трактор, на котором мог работать отец Валентины Терешковой. Отдельно прошу — обратите внимание на мозаику над входом в музей — она, без преувеличения, великолепна.

Сам музей состоит из трех частей, с весьма логичным разделением и зонированием. Это воссозданный дом семьи Терешковых. Если вы были в доме Гагариных, то примерно представляете, что увидите здесь. На самом деле, это очень нужно: современные дети уже далеко не все знают, как пользоваться рукомойником, а рубель или мутовку не видели никогда. Кроме того, это всегда четкое ощущение стремительности роста страны, в которой люди выросшие вот в таких деревенских домах смогли полететь в космос.

Вторая часть посвящена собственно Валентине Владимировне Терешковой, ее увлечению парашютным спортом, отряду космонавтов и полету. При этом видно, что над экспозицией работали специалисты, она очень выверенная, большинство экспонатов максимально удобно расположены — скафандр, к примеру, стоит в прозрачном цилиндре и можно прекрасно осмотреть его со всех сторон.

Отдельно хочу коснуться интерактивных развлечений — тут они есть и очень интересные. К примеру, на классическом испытании космонавтов по поиску чисел в разных направлениях мы залипли надолго.

Третья часть музея — это будущее. Тут классные медиа экраны с очень качественным роликом о будущем космонавтики (создателям — респект), аэрогидропонная установка, авторская разработка группы ученых Московского сельскохозяйственного института и интерактивный глобус Марса, на котором залипают все юные посетители. В общем — круто, и уж точно не ожидаешь увидеть такой музей в ярославской глубинке.

По итогу — музей просто требует отдельного посещения. Окажетесь рядом — постарайтесь попасть. Оно того стоит и будет интересно и для детей и взрослых.

Обсерватория в Калязине и ее жемчужина

На следующий день, после ночевки в Рыбинске, мы отправились в Калязин, посмотреть на Калязинскую радиоастрономическую обсерваторию. Внутрь мы попадать не собирались, это реально, но требует писем и подготовки заранее, а потому хотели лишь из-за забора взглянуть на жемчужину обсерватории — Радиотелескоп ТНА-1500. Диаметр зеркала 64 метра, а его масса 800 тонн. Выглядит это хтонично.

Огромная технологическая башня посреди лесов Тверской области заставляет почувствовать трепет. Навигатор привозит идеально к нужному месту и фотографироваться с телескопом никто не мешает. Поэтому, если проезжаете мимо, и у вас есть 30 минут свободного времени — обязательно заверните и сделайте пару фоток, которые останутся с вами на всю жизнь.

Ну а мы держим путь дальше.

Все фото Роскосмос Медиа

1J9A4423.jpg

После жарких недель на Москву обрушились ливни. Но плохая погода — не повод сидеть дома. Во второй части автопутешествия по космическим местам Подмосковья Михаил Котов исследует музеи и радиоастрономическую обсерваторию, которые стоит посетить.

Рита Титянечко

Все колонки автора

Наши колумнисты

Вас может заинтересовать