Космические летательные аппараты

Важную роль в развитии космических исследований сыграла рукопись «Проект воздухоплавательного прибора» Н.И.Кибальчича, который написал ее в 1881г. во время заключения в Петропавловскую крепость и приговоренного к казни за покушение на царя Александра. В этой рукописи он впервые дает описание «предварительной конструкции ракетного самолета».

Другой проект космического корабля с реактивным двигателем предложил в 1893г. немецкий изобретатель Герман Гансвинд. В области ракетостроения и межпланетных полетов с 1907г. работал американский инженер Роберт Годдарт. С 1912г. активно занимался проблемами космических полетов крупный французский ученый и авиаконструктор Робер Эно-Пельтри. Он впервые ввел в употребление термин астронавтика.

Большой вклад в развитие космонавтики внес русский ученый и философ К.Э. Циалковский. Он является основоположником теоретической космонавтики. Особенно важную роль в развитии ракетодинамики и космонавтики сыграл его классический труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами» опубликованный в 1903г. В своих трудах К.Э. Циалковский отмечал о больших возможностях, которые могут открыться с освоением космоса, в использовании солнечной энергии для обеспечения жизни как на Земле, так и других планетах Солнечной системы.

Первый проект использования солнечной энергии на Земле с помощью отражающих зеркал, вынесенных в космос, был изложен в 1917г. в рукописи Ю.В.Кондратюка. Однако первая попытка воплотить этот проект в жизнь была сделана только 4 февраля 1993г. в России, когда на орбиту было выведено небольшое по размеру полотнище в виде зонтика, изготовленное из блестящей, тонкой и очень прочной пленки. Испытания механизма поддерживающего парус в развернутом состоянии и пленки прошло успешно и исследования по создания «космического зеркала» были продолжены.

Результатом этих исследований явилось создание российской ракетно-космической корпорацией «Энергия» космического отражателя света блестящего полотнища площадью в 500 квадратных метров, которое 4 февраля 1999г. с помощью грузового корабля «Прогресс М - 40» было доставлено на околоземную орбиту и должно было быть развернуто вращающим устройством корабля над земной поверхностью между 48-м и 51-м градусами северной широты. Это полотнище в виде зонтика должно было посылать луч из космоса, равный свету 10 лун, который на земной поверхности высвечивал бы пятно диаметром 5-7 километров, каждый раз через 8-10 минут после захода Солнца. При безоблачной погоде этот космический свет мог быть виден на расстоянии до 300км. Однако при развертывании полотнища оно запуталось и осуществить эксперимент не удалось.

Большой вклад в развитие советской космической техники внесли академики – ленинградец Глушко и москвич Королев. В этот период в Лос-Анжелесе в американской фирме ракетных и космических исследований над созданием межконтинентальных систем работал выходец из Беларуси Борис Владимирович Кит. Он опубликовал первый в мире учебник по ракетной технике и ракетному топливу, издал книгу «История и современное состояние советской астронавтики». Б.В.Кит работал в качестве эксперта по ракетостроению и конструктором по развитию астронавтики, а так же экспертом на переговорах по сотрудничеству в области космонавтики между США и СССР. Б.В.Кит является академиком астронавтики Парижской АН. За большой вклад в развитие космической науки награжден золотой медалью Германа Оберта.

Впервые в мире первый запуск ИСЗ был осуществлен в Советском Союзе 4 октября 1957 г. и положил начало полетам различных космических летательных аппаратов. Хронология важнейших запусков космических аппаратов и проведение космических экспериментов проходили в следующей последовательности: 15 мая 1960г. был запущен в беспилотном режиме КК «Восток», а 19 августа 1960г. второй КК с двумя собаками на борту.

12 апреля 1961г. на КК «Восток» (вес 4725 кг) выведенного на орбиту с перигеем 181 км, апогеем 327 км и наклонением 65° был осуществлен первый в мире пилотируемый 108-минутный полет летчика-космонавта Ю.А. Гагарина.

6 августа 1961 г. был выведен на орбиту КК «Восток-2», на котором летчик-космонавт Г.С.Титов впервые выполнил суточный орбитальный полет и провел фотографирование земной поверхности.

В августе 1962 г. состоялся первый групповой полет двух КК «Восток-3» (летчик-космонавт А.Г. Николаев) и «Восток-4» (П.Р.Попович).

Первый многоместный КК «Восход» (космонавты В.М.Комаров, К.П.Феоктистов, Б.Б.Егоров) был выведен 12 октября 1964 г. на орбиту с перигеем 177,5 км, апогеем 408 км и наклонением 65°.

18 марта 1965г. был запущен КК «Восход-2» (космонавты П.П.Беляев, А.А.Леонов), на котором космонавт А.А.Леонов используя надувной шлюзовый отсек и специальное оборудование впервые в мире вышел в открытое космическое пространство и пробыл там 12 минут.

23 апреля 1967г. состоялся первый испытательный полет (космонавт В.М.Комаров) многоцелевого орбитального КК второго поколения «Союз» (масса 6,5-6,8 т.).

16 января 1969г. впервые была выполнена стыковка на орбите двух пилотируемых КК «Союз-4» (В. А.Шаталов) и КК «Союз-5» (Б.В. Волков, А.С. Елисеев, Е.Н. Хрюнов) и организована первая экспериментальная станция массой 12924 кг, а также осуществлен переход через открытое космическое пространство двух членов экипажа из одного КК в другой.

18-26 декабря 1973г. совершил первый космический полет космонавт-белорус Климук П.И. (всего три полета), а 9-11 октября 1977г. на КК «Союз-25» космонавт-белорус Коваленок В.В. (всего три полета).

15-20 июля 1975г. была осуществлена стыковка КК «Союз-19» (А.А. Леонов, В.Н. Кубасов) и американского КК «Апполон» (астронавты Т.Стаффорд, Д.Слейтон, В.Бранд).

На корабле «Союз-22», запущенном 15 сентября 1976г. (В.Ф.Быковский, В.В.Аксенов) была осуществлена программа фотографирования земной поверхности с помощью многозонального космического фотоаппарата МКФ-6. На базе КК «Союз» был создан усовершенствованный трехместный транспортный орбитальный КК «Союз Т» для доставки экипажа и грузов на орбитальную станцию «Салют» и в этом качестве использовался по 1981г.

Первая орбитальная станция «Салют» в Советском Союзе была выведена на орбиту в 1971г., а с 20 февраля 1986г. по апрель 2000г. эксплуатировалась орбитальная станция «Мир».

Первая американская орбитальная станция Skylab была выведена на околоземную орбиту 14 мая 1973г., а завершила программу исследований 9 февраля 1974г.

Первые испытания в США корабля многоразового использования были начаты в 1981г., а первый орбитальный полет в беспилотном режиме корабля многоразового использования серии «Буран» в СССР состоялся 15 мая 1987г.

15 октября 2003г. в Китае запущен первый КК «Шеньжоу-5» с космонавтом на борту (Ян Ливэй), который совершил 14 оборотов вокруг Земли за 21 час.

В настоящее время правительственные организации, национальные - Главкосмос (Россия), NASA (США) и международные ЕSA (Европейское космическое агентство) – финансируют дорогостоящие космические проекты. В системе картографо-геодезической и гидрометеорологической служб России созданы крупные научно-производственные центры – «Природа» (1973) и «Планета» (1974). Планомерно запускаются, сменяя друг друга, специальные спутники-съемщики, образуя постоянно действующие космические системы, обеспечивающие различных потребителей сканерными и фотографическими снимками (NОАА, 1970; Landsat, 1972; Метеор-Природа, 1974; Ресурс Ф, 1975; SРОТ, 1986; Ресурс О, 1989 и др.). К 1995г. полностью развернута международная система геостационарных спутников, осуществляющих космическое патрулирование планеты. Космонавты на пилотируемых кораблях и орбитальных станциях регулярно осуществляют экспериментальные съемки. Электронные и фотографические снимки удачно до­полняют друг друга. Для получения снимков освоен радиодиапазон электромагнитного спектра. Всепогодные радиолокаторы бокового обзора стали устанавливать не только на самолетах, но и на тяжелых космических аппаратах (Seasat, 1978; Алмаз, 1990; ЕРS, 1991). Широко используются многозональные снимки. Для их обработки разрабатываются автоматизированные методы на базе ЭВМ. Формируется устойчивый мировой рынок космических снимков, который пополняется конверсионными снимками, накопленными в военных ведомствах США и России. Для координатной привязки снимков начинают применяться портативные приемники спутниковых систем позиционирова ния (местоопределения) - GРS (1993), ГЛОНАСС.

Современные научно-технические достижения – многоэле­ментные приемники излучения на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), мощные рабочие станции с большой оперативной и дисковой памятью, оптические диски для хранения видео­информации и, наконец, интегрированные ГИС предопределяют наступление очередного этапа в развитии аэрокосмического зондирования, который основывается на цифровых снимках. Они наиболее адекватно соответствуют информационным технологиям, базирующимся на цифровых ЭВМ и телекоммуникациях. Переход от фотографических к цифровым снимкам в аэрокосмическом зон­дировании диктуется требованиями современной информационной инфраструктуры.

3. НОСИТЕЛИ СЪЕМОЧНОЙ АППАРАТУРЫ

Для выполнения съемки съемочная аппаратура устанавливается на носитель, который поднимает ее на нужную высоту, перемещает относительно местности и обеспечивает определенное ориентирование в пространстве. Носители съемочной аппаратуры можно разделить на две основные группы – носители для воздушной и космической съемки.