Пилотирование космического корабля

Шэньчжоу или программа 3

Третья программа пилотируемых космических полетов КНР начинается в 1992 году. Стартуют разработки по созданию беспилотного космического корабля “Шэньчжоу-1”. Технически аппарат имеет сходство с советским “Союзом”. Он также разделен на три отсека: приборно-агрегатный, бытовой и сам спускаемый аппарат, но его размеры чуть превышают аналог.

20 ноября 1999 года состоялся первый удачный запуск “Шэньчжоу-1”. Совершив 14 витков вокруг Земли, примерно через 21 час после выхода на орбиту, спускаемый модуль успешно приземлился. В качестве РН выступила модернезированная “Чанчжэн 2F” (CZ-2F) – двухступенчатая ракета, которая будет эксплуатироваться для вывода на орбиту последующих кораблей серии “Шэньчжоу”.

В 2001-2002 годах состоялись еще три успешных запуска. В первом случае на борту находились мухи-дрозофилы и мыши, во втором и третьем манекены тайконавта и аппаратура по контролю жизнедеятельности человека.

15 октября 2003 года с Космодрома Цзюцюань стартует космический аппарат “Шэньчжоу-5” с первым тайконавтом на борту – 38 летним Ян Ливэем, полковником армии КНР. Полет продлился примерно 21 час, после чего спускаемый модуль успешно приземлился. С этого момента Китай стал третьей страной после СССР и США, которая совершила пилотируемый полет в космосе. Через 33 года после запуска первого спутника, КНР добилась своей цели. Совершив успешный полет, Ян Ливэй получил почетное звание “Герой космоса”.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ

Пилотируемый космический корабль — это космический аппарат, предназначенный для полета людей и имеющий все необходимые средства для работы при выведении на орбиту (с помощью РН), выполнения задач полета в космосе и возвращения экипажа на Землю. Обязательными признаками пилотируемого космического корабля (КК) являются наличие на борту экипажа и способность осуществлять полет по замкнутому циклу: Земля — космос — Земля.

Задачи полетов и направления использования

Первые космические корабли — советский «Восток» и американский «Меркурий» — предназначались для первых полетов человека в космос и были относительно просты по конструкции и используемым системам.

Разработка КК «Восход» и «Джемини» позволила провести серию технических экспериментов, а создание и эксплуатация КК «Союз» и «Аполлон», включая их совместный полет, положили начало использованию пилотируемых КК в транспортных полетах к долговременным орбитальным станциям, в дальних космических полетах, в операциях по спасению в космосе и т. Таким образом, на первый план вышла практическая направленность космических полетов, а решаемые при этом задачи стали определяющим фактором в разработке пилотируемых КК.

Космическая техника является относительно молодой и бурно развивающейся отраслью промышленности, а фундаментальные задачи освоения космоса находятся в стадии становления. Это затрудняет четкую классификацию пилотируемых КК, однако одним из признаков классификации можно считать уже сложившиеся или прогнозируемые на будущее основные направления использования КК: полеты одиночных кораблей; экспериментальные орбитальные полеты; транспортные полеты пилотируемых КК; дальние полеты КК; полеты космических кораблей — спасателей; полеты пилотируемых КК для ремонта или сборки на орбите.

Полеты одиночных кораблей (автономные полеты) по орбитам искусственного спутника Земли начинали освоение космического пространства. КК «Восток» и «Меркурий» были специально разработаны для таких полетов. В настоящее время для автономных полетов используются КК, созданные в других целях и доработанные для выполнения конкретной задачи полета. Так, при полете доработанного корабля «Союз-13» (1973 г. ) был проведен ряд исследований, включая астрофизические, а при полете КК «Союз-22» (1976 г. ) — фотографирование территории СССР в интересах народного хозяйства.

Экспериментальные орбитальные полеты имеют целью проведение технических экспериментов. Например, на КК «Восход» и «Джемини» отрабатывались средства выхода человека в космическое пространство (1965 г. ), а на КК «Джемини-8» совместно с ракетной ступенью — методы сближения и стыковки (1966 г. Большое значение имел полет КК «Союз-4» и «Союз-5» (1969 г. ), в котором была выполнена их стыковка и переход двух космонавтов из корабля в корабль через открытый космос.

Транспортные полеты пилотируемых КК к долговременным станциям предназначены для доставки на борт станций экипажа и. его возвращения на Землю, а также транспортирования небольшого груза. Такими были полеты КК «Союз» к станциям «Салют» и транспортного варианта КК «Аполлон» к станции «Скайлэб».

Дальние полеты КК проводились по американской программе «Аполлон», в ходе которой была осуществлена первая посадка на Луну пилотируемого КА (20 июля 1969 г. В Советском Союзе был разработан КК-станция «Зонд», который впервые совершил после облета Луны вход в атмосферу Земли со второй космической скоростью сначала по баллистической траектории с посадкой в Индийский океан («Зонд-5», сентябрь 1968 г. ) и затем по траектории управляемого спуска с приземлением на территории СССР («Зонд-6», ноябрь 1968 г. Этот экспериментальный корабль мог быть оборудован и как пилотируемый.

Космические корабли-спасатели предназначены для спасения экипажей терпящих бедствие пилотируемых КК и станций и представляют новое возможное направление использования. В задачи программы «Союз» — «Аполлон» входила разработка и проверка в полете экспериментальных совместимых средств сближения и стыковки, необходимых не только для совместных полетов, но и для операций по спасению.

Полеты пилотируемых кораблей для ремонта или сборки на орбите — обязательный компонент будущих программ. Создание больших конструкций на орбите (например, электростанций или антенн) может потребовать прямого участия человека в операциях сборки или ремонта.

Особенности пилотируемых КК

Появление человека на борту существенно изменяет облик космического аппарата, его характеристики, подход к проектированию и разработке. Это связано не только с необходимостью обеспечения человека всем необходимым для жизни в необычных для него условиях космического полета, но и с возможностью организации ручного управления полетом космического корабля (КК) и работой его систем. Иные основы лежат в подходе к постановке и реализации целей полета, так как необходимо учитывать различные аспекты деятельности экипажа и его безопасность. Особенности пилотируемых КК определяются, в частности, следующими основными факторами: возвращением на Землю; условиями жизни и деятельности экипажа; безопасностью полета.

Возвращение на Землю является обязательной операцией для каждого пилотируемого КК. При выполнении орбитального полета в этих целях осуществляется торможение КК для перехода на траекторию спуска. Для дальних полетов необходимы коррекции траектории возвращения. Это требует наличия у КК силовой установки для изменения траектории движения и ряда других систем (например, системы ориентации и управления движением, системы ее исполнительных органов, системы электропитания).

Для возвращения на Землю пилотируемый КК должен иметь средства защиты от аэродинамического нагрева и средства посадки. Обычно спуск и приземление экипажа осуществляются в специализированном отсеке — спускаемом аппарате (СА). При его разработке должны быть обеспечены устойчивость его движения, достаточная точность посадки и переносимость экипажем перегрузок (см. раздел 3.

Условия жизни экипажа в космическом полете могут быть обеспечены только внутри герметичной оболочки, для чего каждый пилотируемый КК имеет герметичный отсек с атмосферой, пригодной для дыхания и постоянно обновляемой. Наилучшими являются давление и состав газа, естественные для человека и соответствующие земным на уровне моря. Такие условия выдерживаются на КК «Союз» и «Союз Т» и станции «Салют», на КК «Аполлон» принята чисто кислородная атмосфера с пониженным давлением.

Объем и размеры жилого отсека должны позволять человеку делать привычные движения (например, распрямляться в полный рост) и соответствовать задачам и длительности полетов. Первые космические корабли «Восток», «Меркурий», «Восход» и «Джемини» из-за жестких требований по снижению их массы имели тесные кабины, кабины КК «Союз» и «Аполлон» были существенно увеличены. В жилом отсеке должны поддерживаться нормальные условия по температуре, что приводит к необходимости разработки систем терморегулирования.

Жизнь человека связана с питанием, отправлением естественных нужд, личной гигиеной и сном. Это предопределяет наличие на борту достаточных запасов пищи и воды, средств санитарно-гигиенического обеспечения, различных предметов туалета и гигиены, а также соответствующих принадлежностей и приспособлений для сна. Причем все это должно быть рассчитано на использование в условиях замкнутого объема и невесомости.

В полете экипаж подвергается различным воздействиям, изменяющимся по этапам полета. Одной из главных задач при проектировании пилотируемого КК является защита экипажа от этих воздействий и снижение их уровня, т. обеспечение переносимости условий космического полета.

Деятельность экипажа, связанная с управлением полетом КК и выполнением ручных операций, существенно влияет на конструкцию и системы КК. Управление полетом требует наличия рабочих мест, рационально организованных и позволяющих наблюдать внешнюю обстановку, получать информацию о работе систем КК, вести радиосвязь с Землей и другими пилотируемыми КА, пользоваться бортовой документацией, выбирать режимы работы систем КК, включать и выключать их, осуществлять ориентацию и маневрирование на орбите, сближение и стыковку, а при наличии на борту вычислительных машин — управлять их работой. Традиционно рабочее место состоит из кресла, пульта и ручек управления, иллюминаторов и оптических приборов для наблюдения.

В полете экипаж работает со многими элементами бортового оборудования, расположенными в объеме кабины экипажа (некоторые агрегаты системы обеспечения жизнедеятельности, снаряжение экипажа, ручные механизмы, научная аппаратура и т.

В транспортных полетах (например, полет КК «Союз» к станции «Салют») с переходом экипажа необходимы стыковочные агрегаты с жестким соединением КК и станции и с герметизацией образующегося переходного туннеля, люк в стыковочном агрегате и система контроля герметичности стыка. Эти же особенности присущи КК «Аполлон», где предусмотрен переход из орбитального корабля в экспедиционный модуль и обратно. В экспериментальной программе «Союз»-«Аполлон» американской стороной был разработан специальный стыковочный модуль для перехода экипажей при несовместимых атмосферах внутри космических кораблей.

Если предусматривается выход человека в открытый космос, на борту корабля должны быть скафандры с соответствующей системой обслуживания, а сам корабль должен иметь шлюзовую камеру (КК «Восход»). В качестве шлюзовой камеры может использоваться один из отсеков корабля или станции (КК «Союз», станция «Салют»); выход может осуществляться и непосредственно из кабины экипажа (КК «Джемини»); в этом случае должна иметься система сброса и восстановления атмосферы и открываемый в космосе люк.

Безопасность полета имеет принципиальное значение при создании пилотируемого КК и обеспечении его высокой надежности. Для любого КА в начале разработки задается и затем подтверждается вероятность успешного выполнения задачи, или надежность выполнения программы полета, а для пилотируемых КК в дополнение к этому — вероятность обеспечения безопасности экипажа, или степень безопасности полета. Оба критерия определяются некоторыми контрольными значениями и обычно задаются — первый — на уровне 95 — 98%, второй — 99% и выше. Эти значения, не выражая степень действительного риска, являются расчетной оценкой эффективности комплекса мероприятий, проводимого в процессе разработки КК, их экспериментальной отработки и эксплуатации ради успешного выполнения программы полета и максимального исключения влияния опасных для жизни человека происшествий и условий.

Требования по безопасности влияют на облик корабля, характеристики его систем, на ракетно-космическую систему в целом и на схему полета. Помимо обеспечения надежности систем проводится их функциональное резервирование, автоматические режимы работы дополняются ручными, вводятся специальные средства спасения экипажа при авариях, устанавливаются дублирующие приборы, механизмы и т. Так, особенностями КК «Союз» по сравнению с беспилотными КА являются резервирование парашютной системы, ручные режимы ориентации, комплекс средств спасения при разгерметизации жилых отсеков и т.

При создании пилотируемого КК большое внимание уделяют анализу нештатных ситуаций (отказы, отклонения от заданных режимов или аварии) и путей выхода из них. В процессе разработки такой анализ позволяет обосновать выбор решений по резервированию и необходимым дополнительным энергетическим запасам (топливо, электроэнергия), а при подготовке полета — разработку планов действий в нештатных ситуациях (см. главу 11).

Космический корабль и ракетно-космический комплекс

Пилотируемый КК существенно влияет на весь ракетно-космический комплекс (РКК), вызывая определенные изменения в его структурных элементах по сравнению с беспилотными КА. Эти изменения связаны с установкой систем, характерных для пилотируемого полета, необходимостью работ по обслуживанию экипажа, повышенными требованиями по оперативному контролю и планированию полета и с обеспечением деятельности и безопасности экипажа на всех этапах полета.

Ракета-носитель пилотируемого КК оснащается специальными элементами для распознавания отказов и отклонений от нормальных режимов работы. Для спасения экипажа в случаях, когда необходимо своевременное прекращение полета при возникновении опасных ситуаций или выведение становится невозможным, устанавливается система аварийного спасения (подробнее см. главу 10). Эти особенности заметно влияют на конструкцию РН и решение таких вопросов, как расчетные нормы нагружения, прочность, аэродинамические характеристики, параметры траектории выведения, зоны падения отделяемых элементов и т. К РН предъявляются высокие требования по надежности как в целях повышения вероятности выведения КК на орбиту, так и по соображениям безопасности экипажа. Кроме мер технологического характера при изготовлении и сборке вводится резервирование систем и агрегатов, например систем управления и электропитания. На ступенях РН, имеющих несколько двигателей, могут устанавливаться системы диагностики, способные обнаружить отказ двигателя и обеспечить его выключение. Дальнейший полет в этом случае продолжается на пониженной общей тяге.

Немалое значение имеет вид применяемого на РН топлива. Известно, что двухкомпонентные высококипящие топлива типа «азотная кислота — диметилгидразин» обладают высокой токсичностью, которая при авариях на старте, а также па участке выведения в случае посадки СА в районе падения ракетного блока создает повышенную опасность для экипажа и обслуживающего персонала. Поэтому для пилотируемых РКС используются «благородные» компоненты топлива: «керосин — кислород» или «водород — кислород», обеспечивающие в то же время высокий удельный импульс двигателей.

Техническая позиция пилотируемых КК оснащена большим количеством контрольно-испытательной аппаратуры и монтажно-стыковочного оборудования, комплектуемого с учетом особенностей КК, и отличается повышенными требованиями по чистоте. В монтажно-испытательном корпусе или отдельном здании предусматривается помещение для подготовки экипажей. Для доставки экипажей на стартовую позицию используется специальный автотранспорт.

Стартовая позиция так же, как и техническая, оборудуется с учетом особенностей конструкции и подготовки пилотируемого КК к пуску. В частности, такими особенностями являются подъем экипажа на уровень КК с помощью лифтов, его посадка в КК со специальной площадки, выполнение обслуживающим персоналом заключительных операций, включая контроль герметичности, и подготовка системы аварийного спасения.

Для срочной эвакуации экипажа и персонала с верхних уровней стартового сооружения предусматриваются специальные средства (подробнее см. книгу «Космодром»).

Для командно-измерительного комплекса во время пилотируемого полета характерно максимальное использование наземных пунктов, плавучих командно-измерительных средств и связи через спутники-ретрансляторы. Работу Центра управления полетом отличает ведение радиосвязи с экипажем, контроль и планирование его деятельности и отдыха и обязательный круглосуточный посменный режим работы персонала.

Поисково-спасательный комплекс приводится в готовность еще до старта пилотируемого КК, исходя из необходимости поиска СА и эвакуации экипажа при возможных авариях РН. Особенностью работы комплекса по сравнению с обслуживанием беспилотных КА является резкое увеличение привлекаемых средств (самолеты, вертолеты, плавсредства и др. ), организация радиосвязи с экипажем, его медицинское обеспечение и эвакуация.

Crew Dragon (США, 2020 год)

Многоразовый пилотируемый аппарат SpaceX Crew Dragon, запуск которого из-за плохой погоды был перенесен с 27 мая на ​​30 мая, должен доставить на МКС двух астронавтов: Боба Бенкена и Дага Херли. В случае успеха корабль станет первым частным космическим аппаратом для доставки людей к МКС, кроме того, это будет первый запуск американского пилотируемого аппарата за последние 10 лет.

Существует две версии корабля Dragon: грузовая Dragon 1 и пилотируемая Crew Dragon. В отличие от грузового корабля, пилотируемый способен стыковаться с МКС самостоятельно, без использования манипулятора станции. Кроме того, в Crew Dragon добавлены системы жизнеобеспечения.

Корабль будет стартовать при помощи ракеты-носителя Falcon 9. Первоначально SpaceX сообщало, что посадка аппарата будет управляемой и проходить на двигателях и выдвижных опорах для мягкой посадки, в качестве резерва будет парашютная схема. По словам разработчиков, благодаря двигателям SuperDraco аппарат был бы способен приземляться практически в любом месте с точностью вертолета, а возможность управляемой посадки сохранилась бы даже при отказе 2 из 8 двигателей. Но в 2017 году компания отказалась от управляемой посадки с использованием двигателей SuperDraco из-за сложности сертификации этой системы для пилотируемых полетов и рассказала, что корабль будет приводняться при помощи парашютов.

По данным SpaceX, в кабине Crew Dragon могут разместиться от 4 до 7 человек.

Основой для написания этого материала послужила статья «Here’s every spaceship that’s ever carried an astronaut into orbit». Все ссылки на источники есть в статье, опубликованной на английском языке.

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Аппарат “Меркурий” (США, 1961 год)

Во время “космической гонки” между СССР и США, которая длилась с 1957 по 1988 годы, Америка стремилась обогнать Советский Союз в разработке капсулы для доставки человека на орбиту. Такой аппарат американцы построили в рамках программы “Меркурий”, но запустить его первыми не успели.

Корабль “Меркурий” — это 8-метровый пилотируемый аппарат конической формы, состоявший из спускаемой капсулы, отсека с тормозной двигательной установкой и 18-ти двигателей ориентации, работавших на перекиси водорода. При входе корабля в атмосферу тормозная двигательная установка сбрасывалась, на высоте 7 и 3 километров раскрывались тормозные и основные парашюты, после чего капсула приводнялась в океан.

Для кораблей серии «Меркурий» расчет новой точки входа в атмосферу при спуске производили компьютеры на Земле в режиме реального времени, после чего все данные передавались астронавту по радиосвязи.

Полеты людей на “Меркуриях” на орбиту выполнялись с 1961 по 1963 годы: всего было сделано 6 таких пусков.

Дальнейшее развитие

Далее китай планомерно продолжает развивать третью программу пилотируемой космонавтики. В 2005 на орбиту выводится “Шэньчжоу-6” уже с двумя тайконавтами на борту. В 25 сентября 2008 стартует “Шэньчжоу-7”, состав экипажа на этот раз 3 человека. 27 сентября китайский тайконавт Чжай Чжиган впервые выходит в открытый космос.

29 сентября 2011 года КНР выводит на орбиту “Тяньгун-1” – первый китайский аппарата класса орбитальная станция. Его масса 8,5 т, длина 10,4 м, ширина по солнечным батареям 17 м, жилой объем 15 кубометров. Уже в октябре этого же года производится запуск беспилотного “Шэньчжоу-8” и отрабатывается его стыковка с “Тяньгун-1”.

После, в 2012 и 2013, стартуют две миссии “Шэньчжоу-9” и “Шэньчжоу-10” соответственно. Экипаж каждого корабля состоял из трех человек, включая по одной женщине-тайконавту. В ходе этих миссий отрабатывалась ручная стыковка с “Тяньгун-1” и проводились эксперименты в невесомости. В 2016 году связь со станцией прервалась, а в 2018 она вошла в атмосферу Земли и практически полностью сгорела в ней над южной частью тихого океана.

15 сентября в 2016 году все той же “Чанчжэн-2F” на орбиту была выведена так называемая космическая лаборатория или “Тяньгун-2”. Ее основной целью была проверка систем жизнеобеспечения тайконавтов. 16 октября был совершен запуск “Шэньчжоу-11” с двумя членами экипажа. После дистанционной корректировки орбиты 18 октября состоялась автоматическая стыковка с космической лабораторией, в которую перешли тайконавты. Пробыв здесь 30 дней,18 ноября экипаж успешно вернулся на Землю.

В 2017 году с космической лабораторией состыковался экспериментальный грузовой корабль “Тяньчжоу-1”. Отрабатывались различные варианты стыковки, а также дозаправка“Тяньгун-2” доставленным топливом. 12 сентября грузовой корабль был сведен с орбиты. Спустя два года после завершения своей миссии та же участь постигла и космическую лабораторию.

Следующий шаг развития китайской космической программы – создание собственной орбитальной станции. В 2021 году планируется запуск базового модуля “Тяньхэ”, к которому будут пристокованы модули “Вэньтянь” и “Мэнтянь” созданные на базе космической лаборатории “Тяньгун-2”. Первый дублирует функции управления и предназначен для хранения грузов, а во втором планируется проводить эксперименты. Со станцией будут стыковаться пилотируемые корабли “Шэньчжоу” и грузовые “Тяньчжоу”. Ориентировочный год ввода в эксплуатацию – 2022.

Есть мнение, что к созданию собственной орбитальной станции китайцев подтолкнуло США. В 2011 году Конгресс запретил NASA сотрудничать с Китайским национальным космическим управлением (CNSA). Как следствие – это запрет на использование МКС китайцами, поскольку КНР формально не участвовала в создании станции.

Но поскольку срок службы МКС заканчивается в 2024 году, от такой политики могут проиграть сами США (хотя рассматривается использование МКС и до 2028 и 2030). В 2017 году КНР и ООН подписали соглашение, которое предусматривает открытие китайской станции для всех желающих членов организации, США может не попасть в этот список, учитывая теперешнее обострение отношений с Китаем. Но делать предположения – это одно, а что будет на самом деле – абсолютно другое.

Программа Китая амбициозна, но в принципе, выполнима, учитывая успешные запуски последних десяти лет и создание модернизированных ракет семейства “Чанчжэн”. Если все пойдет по плану, уже через год-два станция КНР будет выведена на орбиту, что станет знаковым событием для Китая и может привести к перераспределению сил и влияния в космической отрасли. Но загадывать наперед дело не совсем благородное, поэтому, как говорится – поживем, увидим.

Шэньчжоу (Китай, 2003 год)

Шэньчжоу — пилотируемый космический корабль Китая, разработанный по технологиям “Союза”. Очень сильно напоминал советско-российский корабль, но отличался габаритами.

Поднебесная использовала аппарат для пилотируемых полетов с 2003 по 2016 годы. За это время КНР осуществила 6 запусков: тайконавты (так в Китае называют космонавтов) выходили в открытый космос, отрабатывали технологии сближения с китайской космической лабораторией Тяньгун-1 и Тяньгун-2, проводили стыковки с ними.

Предыстория

Днем рождения китайской космической программы принято считать 8 октября 1958 года: в этот день была основана Пятая академия Национального министерства обороны КНР. Целью подразделения под таким длинным и звучным названием была разработка ракетного вооружения и создание собственной космической программы.

Непринятие Мао Цзэдуном курса Хрущева о мирном сосуществовании с капиталистическими странами, разоблачение культа личности Сталина и разногласия по ряду других вопросов привели к ухудшению отношений между странами. В 1960-е советские ученые были отозваны из КНР и Китай взял самостоятельный курс на развитие космической отрасли.

В 1965 году на геофизической ракете в стратосферу были удачно запущены две лабораторные мыши. После грызунов эксперименты продолжили на собаках. Пуски прошли 14 и 28 августа 1966 года. Для них использовали двухступенчатую ракету Т-7А с ЖРД, которая могла поднять на высоту до 115 км модуль массой 40 кг.

Оба пуска прошли успешно, капсулы вернулись на землю и приземлились с помощью парашютных систем. Происходящее в носовой части записывала кинокамера, а после полета собаки наблюдались в Институте биофизики еще достаточно долгое время. Негативных последствий суборбитального полета выявлено не было, а здоровое потомство подопытных свидетельствовало в пользу того, что невесомость не влияет на наследственность.

Эксперименты на мышах и собаках дали возможность медицинского обоснования безопасности будущих полетов в космос для человека.

Следующей вехой развития космической программы Китая стал запуск собственного спутника «Дунфан Хун-1» 24 апреля в 1970 году. В качестве ракета-носителя использовалась “Чанчжэн-1” (CZ-1) – трехступенчатый РН, который мог нести полезную нагрузку в 930 кг. Китай стал 11 страной в мире с собственным спутником на орбите. С 2016 года именно 24 апреля Поднебесная отмечает День космонавтики.

После этих успехов, апофеозом космической программы должен был стать пилотируемый полет, но эта цель была слишком амбициозной.

Шугуан или программа 1

Еще в 1966 году были представлены и утверждены планы на 10-летнее развитие космической программы КНР. Основной целью было создание возвращаемого разведывательного спутника и разработка первого пилотируемого космического аппарата.

Уже в январе 1968 года проект по созданию пилотируемого корабля получил название “Шугуан-1”, в буквальном переводе “Рассвет”. С этого момента начались детальные исследования и разработки, которые помогли бы воплотить идею в жизнь. Велись работы по проектированию защитного экрана, изучалась траектория спуска, началось конструирование системы торможения и т.

5 октября 1970 года начался первый в Китае отбор космонавтов (тайконавтов). Важным критерием была политическая благонадежность, после этого во внимание принимались остальные характеристики. По аналогии с СССР, в качестве претендентов рассматривались летчики-истребители до 30 лет, имеющие высшее образование. При оценке рапортов из летных школ, предпочтение отдавалось тем, кто имел больший опыт полетов в неблагоприятных условиях.

Отбор завершился 15 мая 1971 года. В итоговую группу вошли 19 человек. Несмотря на то, что проект не был реализован, за неудавшимися тайконавтами наблюдали 30 лет. За это время никто из них серьезно не заболел, большинство заняли высокие посты в вооруженных силах. Эти факты свидетельствовали о правильном подходе при отборе.

Целевая подготовка тайконавтов для полета должны была стартовать в ноябре 1971 года. Но в сентябре был раскрыт заговор маршала Линь Бяо (курировал проект “Шугуан-1”) против Мао Цзэдуна. Попытка Бяо сбежать в СССР окончилась неудачей – самолет потерпел крушение в Монголии.

После этого по приказу Мао были произведены аресты многих сотрудников, которые участвовали в разработке “Шугуана” и хоть как-то были связаны с мятежным маршалом. Тем не менее, попытка продолжить работы всё же была, но проекту не хватало финансирования. С просьбой о выделении средств обратились непосредственно к Мао Цзэдуну. Он же в своем ответе заявил, что для начала надо разобраться с земными проблемами, а после лететь в космос. К тому же оставшиеся работники были обвинены в растрате средств, которые предназначались для проекта. Окончательно работы по первому пилотируемому кораблю “Шугуан” были остановлены 13 мая 1972 года.

К сожалению, точных чертежей, изображений или технических характеристик “Рассвета” не сохранилось. В большинстве источников указывается, что проект китайского корабля был схож с американским “Джемини”.

“Шугуан-1” имел примерную массу около 2,5 т и был разделен на два отсека. Первый предназначался для двух тайконавтов и был оборудован системой катапультируемых кресел. Во втором находились топливные баки, двигатели ориентации и прочее оборудование. При схождении с орбиты, отсеки разъединялись. На момент закрытия проекта до конца не была разработана система мягкой посадки.

Выводить корабль на орбиту предполагалось РН “Чанчжэн-2A” (CZ-2A), которую разработали на базе баллистической ракеты DF-5. Специально для этих пусков начали постройку второго космодрома в Китае – Сичан. Но после закрытия программы “Шугуан-1”, строительство было заморожено и завершилось только в 1984 году. О запуске человека в космос Китай, как-будто на время, позабыл.

Аппараты “Джемини” (США, 1965 год)

Корабли “Джемини” — это улучшенная версия “Меркуриев”. Американцы хотели высвободить больше места в капсуле, чтобы в ней могли поместиться два астронавта, а также адаптировать ее для отработки стыковки космических кораблей на орбите, это было необходимо для будущей высадки людей на Луну. Кроме того, при помощи новых аппаратов агентство планировало установить рекорд по продолжительности пилотируемого космического полета и осуществить выход человека в открытый космос.

В первый пилотируемый полет на корабле “Джемини-3” астронавты отправились в марте 1965 года, всего через несколько дней после “Восхода-2”. Спустя три месяца в космос полетел “Джемини-4”, в ходе этой миссии астронавт Эдвард Уайт стал первым американцем, вышедшим в открытый космос, в вакууме он провел 20 минут. Миссия “Джемини-4” длилась 4 дня.

В декабре 1965 года астронавты миссии “Джемини-7” Джеймс Ловелл и Фрэнк Борман установили новый рекорд по продолжительности нахождения на орбите, в космосе они провели почти две недели. Цель этой миссии — изучение последствий более длительных космических полетов, данные были необходимы для подготовки к будущей лунной программе.

В 1966 году командир корабля “Джемини-8” Нил Армстронг и пилот Дэвид Скотт совершили первую в мире стыковку в ручном режиме корабля с разгонным блоком “Аджена-VIII”.

Пилотируемые полеты по программе “Джемини” завершились в 1966 году. В рамках последней миссии, “Джемини-12”, астронавты Базз Олдрин и Джеймс Ловелл провели стыковку с мишенью “Аджена-XII” и выход в открытый космос (совершил Базз Олдрин).

После успеха программы “Джемини” NASA приступило к подготовке к высадке человека на Луну.

Аполлон (США, 1968)

В рамках программы «Аполлон» для доставки людей на Луну был разработан корабль, состоящий из командно-служебного отсека и лунного модуля. Этот аппарат создавали на основе технологий, которые применялись в проектировании капсул “Меркурий” и “Джемини”.

В командном отсеке (КО) на пути от Земли к Луне и обратно находился экипаж из трех астронавтов.

Служебный отсек (СО) нес основную двигательную установку, топливо, в нем размещалась часть системы связи. СО обеспечивал все маневры корабля на траектории полета к Луне, коррекцию траектории, выход на орбиту вокруг спутника, переход с лунной орбиты на траекторию полета к Земле. Энергоустановка модуля снабжала экипаж электроэнергией и питьевой водой, из установленных в нем баллонов подавался кислород в систему жизнеобеспечения корабля.

Статья по теме: Будущее, которое не наступило. Аполлон-1: невыполненная миссия

Лунный модуль (ЛМ) предназначался для прилунения и для старта с лунной поверхности, на орбите стыковался к командно-служебному модулю.

Первый запуск “Аполлона” с экипажем должен был состояться в 1967 году, но на испытаниях за неделю до старта произошла катастрофа, во время которой три астронавта — Роджер Чаффи, Вирджил Гриссом и Эдвард Уайт, погибли. Расследование аварии заняло 21 месяц, лишь после заключения экспертов и разрешения политиков NASA возобновило лунную программу.

Статья по теме: Аполлон-13: пилотируемый полет к Луне, который потерпел неудачу

В 1968 году прошел первый пилотируемый полет в рамках программы “Аполлон” (“Аполлон-7”). Проверить корабль на орбите Земли агентство отправило дублирующий экипаж “Аполлона-1” в составе астронавтов Уолтера Ширра, Донна Айзли, Уолтера Каннингема.

В 1969 году астронавты “Аполлона-11” стали первыми людьми, ступившими на поверхность Луны. Последний пилотируемый полет программы состоялся в 1972 году (“Аполлон-17”).

С 1969 по 1972 год в рамках программы “Аполлон” астронавты выполнили 6 высадок на наш спутник. Всего на поверхность Луны ступило 12 человек.

Фаньхуэй Ши Вэйсин (FSW) или программа 2

26 ноября 1975 года состоялся первый успешный запуск возвращаемого спутника “Фаньхуэй Ши Вэйсин” (FSW). Аппарат нес на борту многоспектральные фотокамеры и предназначался для дистанционного зондирования земли. Впоследствии было создано три модификации: FSW-1, FSW-2, FSW-3. Все запуски выполнялись ракетой “Чанчжэн-2” (CZ-2). В связи с увеличением массы спутников были разработаны модификации CZ-2: CZ-2C и CZ-2D. Всего было совершено 24 запуска. Спутники не корректировали орбиту, а их полет продолжался несколько дней.

По некоторым данным именно со спутниками FSW и связана вторая программа пилотируемой китайской космонавтики или, по крайней мере, первое упоминание о ней в журнале Navigation Knowledge. В апреле 1978 года замминистра по науке и технике КНР объявил о полете первого китайского космонавта через 8 лет.

В 1980 году в китайском журнале Science Life появилась статья о подготовке тайконавтов, а чуть позже появились фотоматериалы. Но в декабре этого же года было объявлено, что запуск человека на орбиту не представляет технической проблемы, но откладывается на неопределенный срок ввиду высоких затрат.

Снимки подготовки тайконавтов, опубликованные в 1980 году

По мнению некоторых экспертов, после нескольких успешных полетов “Фаньхуэй Ши Вэйсин” был сконструирован пилотируемый FSW, а в 1978 или 1979 году состоялся его старт с тайконавтом на борту, который погиб во время запуска. После этого полеты спутников приостановили до 1982 года.

Возможно частичное обнародование фактов о подготовке пилотируемых полетов было отвлекающим маневром для сокрытия гибели тайконавта при неудачном пуске. Поскольку официальные данные отсутствуют, утверждать, что какая-либо из версий является истиной, невозможно.

Космический корабль “Восток” (СССР, 1961 год)

Это та самая серия кораблей, на которой человек впервые полетел в космос. 12 апреля 1961 года на корабле “Восток-1” Юрий Гагарин сделал виток вокруг Земли, продлившийся 108 минут.

“Восток” представлял собой связку из спускаемого аппарата, который служил также кабиной, и приборного отсека. В последнем модуле находилась тормозная двигательная установка. Корабль был покрыт теплозащитным слоем массой 1,5 тонны.

Тормозная двигательная установка была нужна для перехода с орбиты на траекторию спуска, перед плотными слоями атмосферы спускаемый аппарат отделялся от приборного отсека и на высоте 7 километров кос­мо­навт ка­та­пуль­ти­ро­вал­ся из ка­би­ны. Он приземлялся на па­ра­шю­те отдельно от корабля.

Корабли серии “Восток” доставляли космонавтов на орбиту с 1961 по 1963 годы; последний полет на этом аппарате совершила Валентина Терешкова — первая женщина-космонавт.

Корабль “Восход” (СССР, 1964 год)

В космической гонке СССР стремился стать первой страной в мире, чей гражданин выйдет в открытый космос, поэтому перед державой стояла задача создать корабль, в котором бы могли разместиться минимум два человека и из которого было бы удобно выходить в вакуум. Аппараты серии “Восход” — это, по сути, улучшенная версия “Востока”.

Чтобы в кабине “Восхода” при тех же габаритах поместить больше людей, инженеры убрали катапультное кресло и заменили его обычными сиденьями, гораздо меньшими по размеру. Во время первого полета нового корабля “Восход-1” в 1964 году все три космонавта на борту аппарата находились без скафандров, это было сделано для экономии места.

Вторую версию корабля, “Восход-2”, специалисты уже адаптировали для выхода в открытый космос. Для этого они добавили шлюзовую камеру, через которую космонавт должен был выйти в вакуум. При пуске шлюзовая камера находилась в свернутом виде, на орбите она надувалась и достигала длины 2,5 метра. Перед сходом корабля с орбиты и приземлением шлюзовая камера отстреливалась от аппарата.

В 1965 году на “Восходе-2” в 26-часовой полет отправились Алексей Леонов и Павел Беляев. Леонов вошел в историю как первый человек, который вышел в открытый космос, там он провел 12 минут 9 секунд. Эта миссия была последним полетом “Восхода”.

“Спэйс шаттл” (США, 1981)

С 1981 по 2011 год для пилотируемых полетов на орбиту, а потом и к Международной космической станции, NASA использовало многоразовые корабли “шаттлы”. Всего было построено пять челноков, которые доставили до места назначения 135 экипажей: “Колумбия”, “Челленджер”, “Дискавери”, “Атлантис”, “Индевор”.

Челноки состояли из орбитального аппарата (основной части), к которому перед запуском присоединяли:

— внешний топливный бак, его окрашивали в оранжевый цвет. В нем содержалось горючее для трех жидкостных ракетных двигателей RS-25, размещенных на орбитальном аппарате. Топливный бак — единственный компонент, который не был повторно использован;

— два боковых твердотопливных ускорителя, их окрашивали в белый. Пара этих ускорителей обеспечивала 83% стартовой тяги шаттла и предназначалась для отрыва системы от земли и подъема до высоты 45 километров. Это крупнейший и наиболее мощный твердотопливный ракетный двигатель в истории космонавтики.

Внутри орбитальный аппарат был разделен на отсеки: в передней части находился фюзеляж, отсек экипажа, грузовой отсек, в хвосте располагался двигательный отсек. Отсек экипажа  был рассчитан на 7 астронавтов, но были исключения: во время запуска миссии STS-61A на борту находилось 8 человек, при спасательной операции шаттл мог принять еще троих.

За все время использования шаттлов произошло две катастрофы, в которых погибло 14 астронавтов:

— в январе 1986 года космический челнок “Челленджер” на 73-й секунде полета разрушился из-за взрыва внешнего топливного бака. Погибло 7 членов экипажа, но не из-за самого взрыва, а при ударе о воду (после разрушения кабина осталась целой);

— в феврале 2003 года во время возвращения с МКС произошла катастрофа на челноке “Колумбия”: разрушился наружный теплозащитный слой. Погибли все 7 членов экипажа.