რატომ არ შეუძლია კოსმოსურ მისიას ფრენა ნებისმიერ დროს: რა არის გაშვების ფანჯარა?

რატომ არ შეიძლება კოსმოსური ხომალდის გაშვება ნებისმიერ დროს? რა არის გაშვების ბალიში? ამ ყველაფრის შესახებ ჩვენი სტატიიდან შეიტყობთ.

არტემიდა I მისია

არტემიდა I-ის მისიის მნიშვნელობა კაცობრიობისთვის ხშირად ადარებენ 8 წელს აპოლონ 1968-ის ფრენას, როდესაც ადამიანმა ისტორიაში პირველად შეძლო მთვარის ორბიტაზე მიღწევა. მაგრამ იმ დროს მთვარეზე წარმატებული ფრენა, პირველ რიგში, გამარჯვება უნდა ყოფილიყო აშშ-სა და სსრკ-ს შორის პოლიტიკურ და ტექნოლოგიურ დაპირისპირებაში, მეცნიერება უკანა პლანზე იყო. რა თქმა უნდა, „აპოლოს“ პროგრამამ უდიდესი წარმატება მოიპოვა, რადგან ადამიანმა, რომელმაც დედამიწა პირველი თვითმფრინავის ბორტზე სულ რამდენიმე ათეული წლის წინ დატოვა, გადალახა დედამიწის გრავიტაცია და აღმოჩნდა სხვა ციური სხეულის ორბიტაზე.

ეკონომიკურ კომპონენტზე მაშინ თითქმის არ იყო საუბარი. მაგრამ ექვსი ათეული წლის შემდეგ, სწორედ მთვარის რესურსების გამოკვლევის ეკონომიკური სარგებელი უბიძგებს ადამიანს მთვარეზე „დაბრუნების“კენ. ასეთი მისიების ერთადერთი მიზეზი რომ იყოს მთვარის ზედაპირზე საკუთარი ქვეყნის დროშის დადგმა, რაც, რა თქმა უნდა, თავიდან ადამიანები ამას ასე აღიქვამენ, მაინტერესებს ახლა ამხელა რესურსები იქნება ჩართული. ყოველივე ამის შემდეგ, ახლა დედამიწაზე ბევრად უფრო სერიოზული პრობლემებია. მაგრამ კოსმოსური რბოლა გრძელდება და უპირატესობები აქ ძალიან მნიშვნელოვანი იქნება, მათ შორის ეკონომიკურიც.

ანუ 29 აგვისტოს Artemis I-ის მისიის გაშვების გაუქმება იწვევს ეკონომიკურ და ფინანსურ ზარალს. როგორც ჩანს, 29-ში არ გაუშვეს, მაშინ 30 ან 31 აგვისტოს შეეძლოთ გაეშვათ, მაგრამ 3 სექტემბრამდე გადადეს. დარწმუნებული ვარ, ბევრ თქვენგანს არ ესმის, რატომ აირჩიეს ეს კონკრეტული თარიღი. ისინი საუბრობენ რამდენიმე სასტარტო ფანჯარაზე, გაშვებისთვის ხელსაყრელ პირობებზე. მოდი გავარკვიოთ.

ასევე წაიკითხეთ: პილოტირებული კოსმოსური მისიები: რატომ არის ისევ პრობლემა დედამიწაზე დაბრუნება?

მკაცრი მოთხოვნები მისიის დაწყების თარიღთან დაკავშირებით

განსახილველი გაშვების ფანჯარა არის ბუნებით და ტექნოლოგიური შეზღუდვებით დაწესებული პირობა, რომელიც მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული ყველა კოსმოსური ობიექტის გაშვებისას. თვითმფრინავებისთვის გამგზავრების ფანჯარა ძირითადად სურვილისამებრ არის, მაგრამ გადატვირთული საჰაერო მოძრაობის გამო ისინიც აფრენენ გარკვეულ დროს, ანუ განრიგის მიხედვით. თუ ასეთი შეზღუდვა არ არსებობდა, თვითმფრინავს შეეძლო აფრენა და დაშვება როცა სურდა. მაგრამ საჰაერო სივრცეში ფრენები უნდა იყოს მოწესრიგებული. ეს ეხება მხოლოდ დედამიწის საჰაერო სივრცეს, სადაც სამოქალაქო ავიაციისთვის პირობითი საჰაერო დერეფნები ათწლეულების განმავლობაში იდგმებოდა.

რაკეტას, რომელსაც კოსმოსური ხომალდი ატარებს, თეორიულად ამის გაკეთებაც შეიძლება, მაგრამ საწვავის შეზღუდული მარაგი ხელს უშლის ამას. იგივე, რომლის მეშვეობითაც კი ძნელია დედამიწაზე დაბრუნება. ამ დროისთვის ჩვენ შეგვიძლია ვიფრინოთ საგულდაგულოდ გათვლილ ტრაექტორიაზე მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შევძლებთ პლანეტების ან მთვარის პოზიციების შედარებას დედამიწასთან. ნებისმიერი გადახრა მოითხოვს საწვავის ჭარბ რეზერვებს, მაგრამ სივრცეში მათი შეგროვება არ შეიძლება, როგორც ბონუსები არკადულ თამაშში.

ამიტომ მარსზე ფრენები ჯერჯერობით მხოლოდ ორწლიანი ინტერვალით ხდება, როდესაც მისი პოზიცია ზონდის ან სხვა მოწყობილობის ბილიკის ბოლოს ხელსაყრელი იქნება ამოცანების შესასრულებლად. მზის სისტემის საზღვრებს სცილდება მისიების შემთხვევაში, ფრენის ტრაექტორია შეიძლება ბევრად უფრო რთული იყოს, რადგან გასათვალისწინებელია სხვა პლანეტების გრავიტაციის გავლენა დაგეგმილ ფრენის გზაზე. მაგალითად, ვოიაჯერის მზის სისტემის საზღვრებთან ფრენისას მხედველობაში მიიღეს ვენერას მიზიდულობის გამო აჩქარება და New Horizons ხომალდზეც ანალოგიურად დაზარალდა იუპიტერის გრავიტაცია. იმის გამო, რომ საწვავი ჯერ კიდევ მწირი რესურსია კოსმოსში და ძრავის ტექნოლოგიები, რომლებიც ეფუძნება მის წვას, ჯერ კიდევ ძალიან პრიმიტიულია. დიახ, ვინმე ახსენებს კოსმოსურ პანელებს, რომლებიც ეხმარებიან ზონდებს გამოიყენონ კოსმოსური ქარი საკუთარი თავის ასაწევად, მაგრამ ეს არის ზონდები და არა კოსმოსური ხომალდები, რომლებსაც საწვავი სჭირდება ორბიტაზე გასასვლელად და დედამიწაზე დასაბრუნებლად. და ძალიან ბევრი გჭირდება.

ასევე საინტერესოა:

• რატომ ანათებენ ვარსკვლავები?
• რატომ არის აღჭურვილი კოსმოსური ხომალდები მე-20 საუკუნის პროცესორებით

რა არის გაშვების პანელები?

წარმოიდგინეთ, რომ ხართ მძლეოსნობის სტადიონის ცენტრში და გსურთ შეხვდეთ ერთ-ერთ სპორტსმენს სარბენ ბილიკზე. ჩვენ შეგვიძლია ვეცადოთ მის დაჭერას, მაგრამ ამისთვის მასზე უფრო სწრაფად უნდა ვირბინოთ და დიდ ენერგიას დავხარჯავთ. ბევრად უფრო გონივრულია გამოთვალოთ, როდის იქნება მორბენალი ყველაზე ხელსაყრელ პოზიციაზე, რათა მოხდეს მისი დაჭერა და შესაფერის მომენტში მის შესახვედრად წასვლა. გამოთვლები უნდა იყოს ზუსტი, რომ არ მივიდეთ ძალიან ადრე ან ძალიან გვიან. გადაადგილების დაწყების ოპტიმალური დრო არის ჩვენი საწყისი ფანჯარა.

იგივე ეხება კოსმოსურ მისიებს. გაშვების ფანჯარა უბრალოდ არის პერიოდი, რომლის დროსაც ხომალდს შეუძლია მიაღწიოს განსაზღვრულ წერტილს სივრცეში მითითებულ დროს. ამავდროულად, მხედველობაში მიიღება რაკეტის სიმძლავრის შესაძლებლობები და კოსმოსური ობიექტის ტრაექტორია, რომელსაც უნდა შეხვდეს აპარატი. ამიტომ, ფანჯრები განსხვავებულია სხვადასხვა მისიებისთვის. მაგალითად, მარსზე მისიისთვის, გაშვების ფანჯარა იხსნება ყოველ 780 დღეში. მაგრამ "ვოიაჯერ-2"-ის გაშვებისთვის, რომლის მიზანია ისეთი პლანეტები, როგორიცაა იუპიტერი, სატურნი, ურანი და ნეპტუნი, მათ გამოიყენეს შესაძლებლობების ფანჯარა, რომელიც ჩნდება მხოლოდ 175 წელიწადში ერთხელ. მეორეს მხრივ, ჩვენ გვაქვს როზეტას მისიის მაგალითი, რომელიც თავდაპირველად კომეტა 46P / Wirtanen-ის შესასწავლად იყო გამიზნული, მაგრამ ეს შესაძლებლობა დაიკარგა გაშვების დაგვიანების გამო, ამიტომ მისიისთვის ახალი სამიზნე აირჩიეს, კომეტა 67P / ჩურიუმოვა. -გერასიმენკო.

უფრო მოკლედ, გაშვების ფანჯარა არის დროის ინტერვალი, რომელიც გამოითვლება ორბიტალური მექანიკის გამოთვლებით, რომლის დროსაც მოცემულ კოსმოსურ ხომალდს შეუძლია აფრენა და წარმატებით მიაღწიოს საბოლოო დანიშნულებას. რა თქმა უნდა, დაგეგმილი ფრენის ბილიკის და საჭირო საწვავის მასის გათვალისწინებით. აქედან გამომდინარე, საწყისი ფანჯარა მოითხოვს ციური სხეულების ხელსაყრელ მდებარეობას, რომლის სიმძიმე მნიშვნელოვნად მოქმედებს მანქანის მოძრაობაზე.

ასევე საინტერესოა:

• 10 ყველაზე უცნაური რამ, რაც შავი ხვრელების შესახებ 2021 წელს ვისწავლეთ
• ტერაფორმირება მარსი: შეიძლება თუ არა წითელი პლანეტა ახალ დედამიწად იქცეს?

ოთხი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს გაშვების ფანჯარაზე

არსებობს ოთხი ფაქტორი, რომლებიც გავლენას ახდენენ გაშვების ფანჯრის არჩევაზე ნებისმიერი კოსმოსური მისიის გასაშვებად, მათ შორის Artemis I. ისინი იმდენად მჭიდროდ არიან დაკავშირებული ერთმანეთთან, რომ ერთ-ერთი ფაქტორების შეუსაბამობა მყისიერად ანგრევს სხვების ეფექტს.

ორბიტები და მიდრეკილებები

მაგალითად, Discovery-ს სჭირდება მნიშვნელოვანი ტვირთის მიწოდება ISS-ში. პირველ რიგში, მეცნიერებმა უნდა განიხილონ ორი განსხვავებული ტრაექტორია: თავად შატლის ტრაექტორია და საერთაშორისო კოსმოსური სადგური. მეცნიერებმა უნდა დარწმუნდნენ, რომ ეს ორი ორბიტა აუცილებლად შეხვდება ერთმანეთს, რადგან ამ მისიის მიზანია კოსმოსური სადგურისთვის საჭირო მარაგის მიწოდება. ამისათვის ისინი გამოთვლიან სადგურის ორბიტის სიბრტყეს, წარმოსახვით ფურცელს, რომელიც კვეთს დედამიწას და ატარებს კოსმოსურ სადგურს მის კიდეზე.

როდესაც დედამიწა და კოსმოსური სადგური მოძრაობენ, მათ დამაკავშირებელი ჩვეულებრივი თვითმფრინავიც მოძრაობს. მეცნიერებმა უნდა იპოვონ დრო, როდესაც დედამიწის კიდე კვეთს ფლორიდაში მდებარე კენედის კოსმოსური ცენტრის გაშვებას, საიდანაც გემი უნდა გაუშვას. მათ არ შეუძლიათ ერთ გრადუსზე მეტის გამოტოვება. დედამიწა 1 გრადუსით ბრუნავს ხუთ წუთში, ამიტომ გაშვება ზუსტად ამ ხუთ წუთში უნდა მოხდეს.

გარდა ამისა, გაშვება უნდა მოხდეს მაშინ, როდესაც კოსმოსური სადგური სამხრეთიდან ჩრდილოეთისკენ მიემართება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ შატლი წარმატებით უნდა გასწროს სადგურს და ამავდროულად გადააგდოს მისი 15-სართულიანი გარე საწვავის ავზი ოკეანეზე, სადაც ის საფრთხეს არ წარმოადგენს ადამიანებისთვის. ოკეანე ჩრდილო-აღმოსავლეთით მდებარეობს, ამიტომ Discovery-ის გაშვებას უნდა დაელოდოთ სანამ კოსმოსური სადგური ჩრდილოეთით გადავა. ეს ტოვებს კოსმოსურ შატლს დღეში ერთი ხუთწუთიანი გაშვების ფანჯარას.

რაც შეეხება არტემიდა I-ის მისიას, აქ ის კიდევ უფრო საინტერესოა. NASA-ს სურს ორიონის განთავსება მთვარის გარშემო შორს რეტროგრადულ ორბიტაზე. ეს არის ძალიან სტაბილური ორბიტა ლაგრანგის ორი წერტილით. ამავდროულად, აპარატი დედამიწის გარშემო მოძრაობს მთვარის საპირისპირო მიმართულებით. ამ ორბიტას ჯერჯერობით მხოლოდ ერთი მოწყობილობა იყენებდა - ჩინური Chang'e 5. ამ ორბიტაზე შესასვლელად აუცილებელია ძრავების ჩართვა, რომლებიც მოწყობილობას მთვარეზე შესაფერის მომენტსა და დროს მიაწვდიან. ამ მანევრს TLI (Trans-Lunar Injection) ეწოდება და მისი შესრულების სიზუსტე უაღრესად მნიშვნელოვანია. ეს არის ერთი ელემენტი, რომელიც გასათვალისწინებელია გაშვების ფანჯრის გაანგარიშებისას.

ასევე წაიკითხეთ:

• წითელ პლანეტაზე დაკვირვება: მარსის ილუზიების ისტორია
• ტელეპორტაცია სამეცნიერო თვალსაზრისით და მისი მომავალი

"პრეცესია" ამოძრავებს ფანჯარას

ასევე, არ უნდა დავივიწყოთ პრეცესიის ფენომენი. თქვენ ხედავთ პრეცესიას ყოველ ჯერზე, როცა ბავშვი იწყებს ჯიგის ზევით შემობრუნებას. ჯერ მისი ბრუნვის ღერძი ქმნის წრეს ჰაერში ბრუნის საწინააღმდეგო მიმართულებით, იხრება ზედა ჯერ ერთი მიმართულებით, შემდეგ მეორეში.

დედამიწა ასრულებს ამ ცეკვის შენელებულ ვერსიას მზის გარშემო ბრუნვისას და ადამიანის მიერ შექმნილი თანამგზავრები იგივეს აკეთებენ, როგორც დედამიწის გარშემო ბრუნავენ.

არსებობს ფორმულა, რომელიც NASA-ს მეცნიერებს საშუალებას აძლევს გამოთვალონ რამდენად ირხევა თანამგზავრი. დაამატეთ ბრუნვების რაოდენობა, რომელსაც სატელიტი აკეთებს დღეში, ორბიტის ზომა და ექსცენტრიულობა და მიდრეკილება და გექნებათ რხევები. საერთაშორისო კოსმოსური სადგურისთვის ეს რიცხვები იძლევა თითქმის 5 გრადუსს დღეში, რაც უდრის დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვის დაახლოებით 20 წუთს.

ეს ასევე ეხება მთვარეს და მზის სისტემის სხვა პლანეტებს. ეს რყევები მოითხოვს ზუსტ გაანგარიშებას, წინააღმდეგ შემთხვევაში ნებისმიერი კორექტირება მოითხოვს საწვავის გადაჭარბებულ მოხმარებას და სასურველი ტრაექტორიის დაკარგვას.

ამინდის პირობები გაშვებისას

დროდადრო გვესმოდა, რომ რაკეტის გაშვება გაუქმდა არახელსაყრელი ამინდის გამო. დიახ, ბუნებას არ უნდა გველოდოს, დედამიწის ზედაპირზე ყოველთვის არის გარკვეული ამინდის ფენომენი, როგორიცაა ქარიშხალი, ჭექა-ქუხილი, ქვიშის ქარიშხალი, ქარბუქი და ა.შ.

კოსმოსური სააგენტოს მეტეოროლოგები პროფესიონალების მსგავსად აკვირდებიან ღრუბლის საფარს, ქარის მიმართულებას და სიჩქარეს, ასევე შტორმებსა და სხვა არასასურველ მოვლენებს ექვს სხვადასხვა ადგილას 13 დღის განმავლობაში. ისინი ამტკიცებენ აფრენას მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ რაკეტა პოტენციურად არ მოხვდება ქარიშხალში ან ქვიშის ქარიშხალში.

განათების პირობები

გაშვების ფანჯარამ უნდა უზრუნველყოს კარგი განათება ყველა კამერისთვის, რათა ფრენის კონტროლის ჯგუფმა დაინახოს, რამდენად კარგად მუშაობს გემის ყველა სისტემა და პარამეტრი, რაც ეხმარება კოსმოსური მისიის ეკიპაჟის უსაფრთხოების უზრუნველყოფას.

მაგალითად, NASA-ს წესების თანახმად, ორიონი არ შეიძლება იყოს ჩრდილში ერთდროულად 90 წუთზე მეტ ხანს. რადგან მას სჭირდება მზის შუქი პანელებისთვის და მოწყობილობის ოპტიმალური ტემპერატურის შესანარჩუნებლად.

გარდა ამისა, არსებობს სხვა ფაქტორები, რომლებიც დაკავშირებულია სადესანტო პროცესთან, რომლის დროსაც ორიონი უნდა შევიდეს დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ფენებში, შემდეგ დატოვოს ისინი ერთი წუთით და ისევ, უკვე საბოლოოდ, ჩაძიროს ატმოსფეროში. თუმცა, ამისთვის მოწყობილობამ დროულად უნდა მიაღწიოს დედამიწასთან შედარებით შესაბამის ტრაექტორიას. ბოლო ასპექტი, რომელიც გასათვალისწინებელია არის სადესანტო დრო. Orion დღის განმავლობაში ოკეანეში დაეშვება, რათა მოლოდინ გუნდებს გაუადვილდეს კაფსულის პოვნა და მიღება.

ასევე საინტერესოა:

• რატომ ანათებენ ვარსკვლავები?
• რატომ არის აღჭურვილი კოსმოსური ხომალდები მე-20 საუკუნის პროცესორებით

გაშვება არ ხდება სტაციონარული გაშვების ბალიშიდან. სამიზნე ასევე მუდმივ მოძრაობაშია

მოდით უფრო დეტალურად ვისაუბროთ ზოგიერთ დეტალზე, რომელიც გასათვალისწინებელია Artemis I-ის მისიის გაშვებისთვის, რომელიც შესაძლოა დღეს საღამოს დაიწყოს.

მთვარე დედამიწასთან ახლოსაა და ალბათ აქ დიდი პრობლემები არ უნდა იყოს. სამწუხაროდ, არსებობს, სხვა საკითხებთან ერთად, ჩვენი პლანეტისა და მთვარის მოძრაობა. ჩვენი თანამგზავრი არა მხოლოდ ბრუნავს თავის ღერძზე დაახლოებით 0,5 კმ/წმ სიჩქარით ეკვატორზე, ის ასევე ბრუნავს მზის გარშემო თითქმის წრიულ ორბიტაზე 30 კმ/წმ სიჩქარით. გასათვალისწინებელია ისიც, რომ დედამიწის მოძრაობის სიჩქარეს ემატება ავტომობილის საკუთარი სასტარტო სიჩქარე.

გარდა ამისა, მზისა და მთვარის პოზიცია დედამიწის ორბიტასთან მიმართებაში მუდმივად იცვლება, ეს ასევე გასათვალისწინებელია. ამრიგად, ენერგიის/საწვავის იგივე მოხმარებით, დედამიწიდან მთვარეზე გაშვებამ შეიძლება გამოიწვიოს განსხვავებული შედეგი, რაც დამოკიდებულია ამ გაშვების დროზე.

თეორიულად, ჩვენ შეგვიძლია ავაშენოთ ისეთი კოსმოსური ხომალდი, რომელიც საკმარისად ძლიერი იქნება მთვარეზე ყოველდღე ფრენისთვის. და შესაძლოა მომავალშიც ასე იყოს. თუმცა, ჯერჯერობით, Artemis I-ის მისიის წარმატება მოითხოვს დედამიწიდან გაშვების დროის ფრთხილად შერჩევას, რაც საშუალებას მისცემს ორიონს გადავიდეს მთვარეზე და შემდეგ შევიდეს ჩვენი თანამგზავრის გარშემო დაგეგმილ ორბიტაზე. მაშინაც კი, თუ გაშვება განრიგშია, რამდენიმე დღის დაგვიანებამ შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი ცვლილებები მისიის ხანგრძლივობაში.

ამჟამად, გაშვების დროიდან გამომდინარე, Artemis I მისია შეიძლება გაგრძელდეს 26-დან 28 დღემდე ან 38-დან 42 დღემდე. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ეს მისია უფრო გრძელი იქნება, რადგან ორიონი ასრულებს 1,5 ბრუნს მთვარის გარშემო მის შორეულ რეტროგრადულ ორბიტაზე. თუ განიხილება უფრო მოკლე ვარიანტი და მთვარის ორბიტაზე გასვლა განსხვავებულ დროს მოხდება, ორიონი განახორციელებს მხოლოდ 1 ბრუნს მთვარის გარშემო დედამიწაზე დაბრუნებამდე.

ასევე წაიკითხეთ: ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი: 10 სამიზნე დასაკვირვებლად

არტემის I-ის მომავალი გამოშვების თარიღები შესაძლებელია

SLS რაკეტისა და მისი დატვირთვის ამჟამინდელი გაშვების ფანჯარა, რომელიც აკმაყოფილებს მისიის კრიტერიუმებს, იქნება 2-6 სექტემბერი. უკვე ცნობილია, რომ ნასამ აირჩია არტემიდა I-ის მისიის გაშვების უახლოესი თარიღი - 3 წლის 2022 სექტემბერი კიევის დროით 21:17-დან 23:17 საათამდე. ყოველ მომდევნო დღეს ასევე აქვს გარკვეული დრო, როდესაც შესაძლებელია დაწყება. თუ ამ დროის განმავლობაში აფრენას ვერ მოახერხებთ, შემდეგი გაშვების ფანჯარა გამოჩნდება:

• 20 სექტემბრიდან 28 სექტემბრის ჩათვლით
• 30 სექტემბრიდან 4 ოქტომბრის ჩათვლით
• 17-დან 23 ოქტომბრამდე
• 27 ოქტომბერი
• 29-დან 31 ოქტომბრამდე
• და ასე შემდეგ…

ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ დაველოდოთ და ვიმედოვნებთ, რომ ისტორიული Artemis I მისიის წარმატებული გაშვება მალე მოხდება.

ასევე წაიკითხეთ:

• კვანტური ფიზიკის 100 წელი: 1920-იანი წლების თეორიებიდან კომპიუტერებამდე
• 5 მომავალი კოსმოსური მისია, რომელზეც უნდა იფიქროთ

თუმცა, არ დაგავიწყდეთ, რომ უკრაინაში ომი მიმდინარეობს. თუ გსურთ დაეხმაროთ უკრაინას რუს ოკუპანტებთან ბრძოლაში, ამის საუკეთესო გზაა უკრაინის შეიარაღებული ძალებისთვის შემოწირულობა. Savelife ან ოფიციალური გვერდის საშუალებით NBU.