КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЁТА ИМИТАЦИЯ
создание (воспроизведение) на Земле условий, близких
к условиям космич. пространства и космич. полёта. В таких условиях проводят
испытания материалов и оборудования, проверяют правильность их подбора
и расчёта и определяют их пригодность для работы в космосе, а также для
тренировки людей, к-рые будут участвовать в космич. полёте. Имитируют условия
космич. полёта для испытаний элементов конструкций ракет-носителей (верхних
ступеней), космич. аппаратов (спутников и пилотируемых космич. кораблей),
ракетных двигателей, радиотехнич. оборудования (антенн и др.) и др. исследований.
Камеры для
имитации космич. условий обычно наз. имитаторами. Имитаторы различного
типа позволяют с определённой степенью точности воспроизводить отд. параметры
космич. пространства. Это установки для имитации условий др. планет (напр.,
Марса и Венеры); для изучения проблемы космического полёта человека и функционирования
системы человек - машина, в частности для отработки операций на орбитальных
станциях, а также проведения ремонта оборудования и спасения в аварийных
ситуациях; для воспроизведения факторов, воздействующих на ракеты-носители
на участке выведения (шум в сочетании с вибрацией, перегрузками и высокой
темп-рой), и др. К имитаторам относится, напр., барокамера, в к-рой
испытывают целые космич. корабли. Испытания электронного и механич. оборудования
проводят в центрифугах. «Водородную пушку» используют для создания условий
вхождения космич. аппаратов в атмосферу Земли и нек-рых др. планет. «Пушка»
представляет собой аэродинамическую трубу, в к-рой поток водорода
со скоростью 48 000 км/ч обтекает космич. корабль. В ней, в частности,
проводят изучение влияния на различные материалы бомбардировки микрометеорных
частиц. В больших установках используют вычислит, машины (ЭВМ) для автома-тич.
управления процессом испытаний по заданной программе, автоматизируют запись,
хранение и обработку информации, полученной в ходе испытаний. Существуют
барокамеры для испытаний космич. оборудования в условиях комбинированного
воздействия различных факторов космич. полёта (солнечной радиации, вакуума,
перепада темп-р и т. д.). Однако нет такого устройства, в к-ром можно было
бы полностью имитировать сразу все условия космич.полёта.Практически невозможно
построить барокамеру большого объёма, создав в ней характерное для космоса
разрежение до 10-14н/м2 (10-16 мм
рт. ст.). В таких больших камерах удаётся создавать давление 10-4н/м2
(10-6 мм рт.ст.), что соответствует разрежению на высоте
ок. 330 км над Землёй. Такие условия вполне достаточны для испытания
большинства узлов ракет-носителей и космич. аппаратов. Для этого воздух
откачивают последовательно ступенями или покаскадно, применяя парортутные
или паромасляные диффузионные и криогенные вакуумные насосы. Кроме
низкого давления, в барокамерах имитируют также освещённость и темп-ру
в космосе. Солнечное излучение имитируют ртутными, ксено-новыми или дуговыми
угольными лампами, к-рые обычно устанавливают вне камеры. Свет и тепло
от этих источников системой отражателей направляются на кварцевые окна
камеры, а затем через систему зеркал и линз, находящуюся уже внутри камеры,
фокусируются и направляются на испытываемый объект. Для имитации низких
темп-р (до -200 °С) стенки камеры имеют панели или змеевики, охлаждаемые
протекающим по ним жидким азотом.
Человека, участвующего
в космич. полёте, необходимо защитить от опасного воздействия вакуума,
невесомости,
метеорной
пыли и различных излучений, меняющихся в широком диапазоне. Камеры для
испытаний космич. корабля, предназначенного для полёта с человеком на борту,
имеют аналогичную конструкцию и работают так же, как и камеры для испытаний
материалов и оборудования, но в них предусмотрена быстрая разгерметизация
в случае аварийной ситуации. Напр., при подготовке полёта человека на Луну
в США были созданы спец. барокамеры. В барокамере из нержавеющей стали,
имеющей высоту 36,5 м и диаметр 19,7 м, испытывали космич.
корабли «Аполлон». Дуговые лампы в потолке и стены с криогенным охлаждением
позволяют создавать в камере темп-ру от -180 до 125 °С, близкую к темп-ре
на поверхности Луны. Разрежение в камере может достигать 10-5н/м2
( 10-7мм рт. ст.). В барокамере высотой 13 м
и диаметром 10,6 м
испытывали снаряжение космонавта для выхода
и пребывания его в открытом космосе и проводили температурные испытания
лунной кабины корабля «Аполлон» с участием человека. Дуговые угольные лампы
в потолке камеры имитируют солнечную радиацию, а охлаждаемые стенки позволяют
создать температурные условия космич. пространства. В камере можно поддерживать
давление до 10-4н/м2( 10-6 мм
рт. ст.).
Исследования
воздействия возникающих во время полёта перегрузок на космонавтов, узлы
и системы корабля ведут в центрифугах, на к-рых создают ускорения св. 30
g
с различной скоростью нарастания. Кабина центрифуги имеет три
степени
свободы, что позволяет создавать перегрузки, действующие на космонавтов
в различных направлениях. Изменяя частоту вращения центрифуги, получают
такие же ускорения, как и возникающие при старте, в момент отделения ступеней
ракеты-носителя и т. д. Изучение влияния перегрузок при очень высоких скоростях
их нарастания в течение коротких промежутков времени ведут в имитаторах
линейных ускорений. В них же изучают действие перегрузок торможения, возникающих,
напр., при вхождении космич. корабля в плотные слои атмосферы или при его
возвращении на Землю.
Имитацию условий
невесомости, возникающей в любом космич. полёте, производят на спец. переоборудованных
самолётах. Внутрь самолёта, летящего по баллистической кривой, помещают
макет космич. корабля, и космонавт учится входить и выходить из него, есть,
пить и т. д. Недостатком такой имитации является кратковременность периода
невесомости (25-35 сек).
На Земле нельзя
всесторонне и полностью имитировать условия космич. полёта, поэтому в период
подготовки к полёту космонавты проходят обучение и тренировку на целом
ряде спец. устройств, наз. тренажёрами. По принципу крепления (закреплены
неподвижно или могут перемещаться) тренажёры делятся на статические и динамические.
Кроме того, по назначению различают 3 группы тренажёров: для ознакомления
космонавтов с работой осн. систем космич. корабля; для изучения задач,
к-рые космонавту предстоит решать в космосе, и накопления опыта для их
выполнения; имитаторы полёта, на к-рых экипаж корабля тренируется в выполнении
всего комплекса заданий, рассчитанных на полёт. Тренажёры, относящиеся
к третьей группе,- статич. устройства, по существу представляющие собой
макеты космич. кораблей, точно дублирующие внутр. устройство натурных кораблей.
В них воспроизводят шумы, к-рыми сопровождается запуск ракеты-носителя,
воссоздают кинопроекторами и системами зеркал виды Земли и Луны, звёздного
неба и их изменение при движении корабля по своей траектории. Приборы на
панели управления дают необходимую информацию космонавтам. Показания приборов
регистрируются счётно-решающими устройствами, сравнивающими показания с
заданными параметрами и вносящими в эти показания соответствующие изменения.
Имитаторы космич.
полёта позволяют экономить время и средства при разработке ракет-носителей
и космич. кораблей, знакомят космонавтов с условиями будущих полётов.
Лит.: Краткий
справочник по< космической биологии и медицине, М., 1967; Юрок А.
Ю., Здравствуй, Вселенная! [Подготовка летчиков-космонавтов], М., 1961;
Медицинские проблемы безопасности полетов. Сб. ст., пер. с англ, и франц.,
М., 1962; Первые космические полеты человека, под ред. Н. М. Сисакяна и
В. И. Яздовского, 1962; Человек в условиях высотного и космического полета,
пер. с нем. и англ., М., 1960; Шарп М., Человек в космосе, пер. с англ.,
М., 1971. Г.А.Назаров.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я