Космодромы
Космодромы
Ракета-носитель с очередным спутником Земли или космическим кораблем стартует с космодрома. Космодром – очень сложное, многоплановое сооружение, с большим количеством сложных технических устройств.
Стартовые площадки для запуска ракет должны непременно находиться в безлюдной местности, где опасность для населения при несчастном случае минимальна. Есть и научно обоснованные причины для выбора места вблизи экватора: скорость вращения Земли вокруг своей оси здесь наиболее высока. Ракета, стартовавшая возле экватора в направлении вращения Земли (на восток), начинает свой полет с дополнительной скоростью вращения Земли в этой точке. Это преимущество используется при расчете мощности ракет.
Обычно космодромы занимают довольно большую территорию. Место для строительства космодрома выбирается с учетом многих, часто противоречивых, условий. Космодром должен быть достаточно удален от крупных населенных пунктов – ведь отработанные ракетные ступени вскоре после старта падают на землю. Трассы ракет не должны препятствовать воздушным сообщениям, и в то же время нужно проложить их так, чтобы они проходили над всеми наземными пунктами радиосвязи. Учитывается при выборе места и климат. Сильные ветры, высокая влажность, резкие перепады температур могут значительно усложнить работу космодрома.
Каждая страна решает эти вопросы в соответствии со своими природными и другими условиями. Так, советский космодром Байконур расположен в полупустыне Казахстана, первый французский космодром был построен в Сахаре, американский – на полуострове Флорида, а итальянцы создали у берегов Кении плавучий космодром.
Первым космодромом стал знаменитый Капустин Яр в Астраханской области. Созданный в 1946—1947 годах, он первоначально был испытательным полигоном советской ракетно-космической техники. С него была запущена первая советская экспериментальная баллистическая ракета дальнего действия. В 1948—1956 годах в Капустином Яру испытывались многие советские геофизические и баллистические ракеты. Этими работами руководил С.П. Королёв. Опыт создания и эксплуатации полигона в Капустином Яру был использован при строительстве космодрома Плесецк и главной советской космической гавани – Байконура.
На космодроме Капустин Яр имеются стартовые комплексы для запуска вертикально стартующих геофизических и научно-исследовательских ракет и искусственных спутников Земли. Здесь развернуты технические позиции, измерительные пункты, оснащенные радиотехническими системами слежения за полетом ракет-носителей на активном участке траектории.
С 1964 года отсюда уходили в небо многие спутники серии «Космос». А в октябре 1969 года Капустин Яр стал международным космодромом – был запущен первый спутник «Интеркосмос». Отсюда же ушли для работы на околоземных орбитах индийские спутники «Ариабхата» и «Бхаскара», французский искусственный спутник Земли «Снег-3» и другие космические аппараты.
В монтажно-испытательных корпусах космодрома готовят к старту ракеты-носители и космические аппараты. Из монтажно-испытательных корпусов ракеты с установленными на них аппаратами перевозятся на одну из стартовых позиций. Медленно движется железнодорожный транспортер-установщик. Ракета лежит на подъемной стреле, шарнирно закрепленной на платформе транспортера. Поезд приближается к массивной железобетонной громаде – стартовой позиции космодрома. Здесь ракета с космическим аппаратом мощными гидравлическими подъемниками устанавливается в вертикальное положение на стартовой площадке, где она попадает в прочные «объятия» опорных ферм в ожидании пуска. На старте в Капустином Яру технология другая. Здесь на стартовый стол вначале устанавливали первую ступень, а затем на нее устанавливали вторую ступень с пристыкованным искусственным спутником.
В начале 1955 года было принято решение о строительстве космодрома Байконур. Его начали строить в Казахстане, к востоку от Аральского моря, в пустынном малолюдном краю. С огромным энтузиазмом, преодолевая колоссальные трудности, работали тысячи людей.
В пустыне в кратчайшие сроки появились железная и автомобильная дороги, первый стартовый комплекс, первый монтажно-испытательный корпус. Было смонтировано стартовое, заправочное, транспортно-установочное, вспомогательное оборудование.
Сейчас космодром раскинулся на многие десятки километров. Он включает в себя несколько больших стартовых комплексов и многочисленные технические позиции. С одних, более старых, с которых уходили в небо еще корабли «Восток», регулярно стартуют космические корабли типа «Союз» и грузовые «Прогрессы». Другие предназначались для мощных ракет-носителей «Протон» с космическими орбитальными станциями. Самые последние грандиозные стартовые комплексы – для могучей ракеты «Энергия». С Байконура стартовали и спутники серии «Космос», и межпланетные автоматические аппараты «Луна», «Венера», «Марс», и связные спутники «Молния», и спутники службы погоды, и многие другие.
Чтобы лучше представить себе устройство космодрома, рассмотрим наземный комплекс «Союза». Ракета-носитель и космический корабль доставляются на космодром в виде отдельных блоков. Их сборка проходит на технической позиции в монтажно-испытательном корпусе. Это здание длиной более ста и шириной пятьдесят метров, высотой с семиэтажный дом. Ракета собирается в горизонтальном положении, там же к ней пристыковываются космический корабль, обтекатель, система аварийного спасения. В корпусе одновременно можно производить сборку нескольких ракет-носителей и космических аппаратов.
В монтажно-испытательном корпусе много оборудования для их сборки, испытаний, транспортировки и хранения. На технической позиции находятся также заправочная станция космических аппаратов, зарядно-аккумуляторная станция, компрессорная станция и много других устройств и сооружений.
Именно в монтажно-испытательном корпусе ракета-носитель приобретает хорошо знакомый нам по экранам телевизоров и фотографиям вид. К центральному блоку ракеты – ее второй ступени – на сборочном стапеле присоединяются 4 боковых конусообразных блока, образующих первую ступень ракеты-носителя «Союз» А параллельно тщательно испытанный и проверенный с использованием барокамер и имитаторов космического пространства корабль заправляют компонентами топлива и сжатыми газами, стыкуют с третьей ступенью ракеты-носителя и закрывают обтекателем.
На транспортно-установочном агрегате соединяют в одно целое оба собранных блока: блок первой и второй ступеней и блок третьей ступени – с космическим аппаратом.
По железнодорожной ветке ракета-носитель с кораблем доставляется на стартовую позицию. Здесь она устанавливается на прочное железобетонное сооружение. Непосредственно под ракетой – большой проем, окно, переходящее в просторный газоход, по нему отводится мощный поток газов от двигателей ракеты после их включения. Ракета до старта, по существу, висит над этим просветом – она удерживается четырьмя опорными фермами. Когда они сведены, она опирается на силовое кольцо, образуемое сегментами на опорных фермах, масса ракеты давит вниз, держит силовое кольцо в замкнутом состоянии Когда двигатели, набрав тягу, начинают поднимать ракету, она перестает давить на кольцо, и фермы под влиянием своих противовесов раскрываются, подобно бутону цветка, пропуская ракету ввысь. Кроме опорных ферм, при подготовке к старту к ракете-носителю примыкают две фермы с несколькими полукольцевыми площадками-балконами на разной высоте. Фермы имеют грузовые и пассажирские лифты, с них ведутся подготовка, обслуживание и контроль различных систем перед пуском.
К ракете примыкают еще и кабель-мачты, через которые подведены различные коммуникации, необходимые для предстартовой подготовки. Конечно, есть еще очень много и других сооружений и устройств – стационарные системы заправки компонентами топлива для ракеты, снабжения сжатым газом, противопожарные системы, системы дистанционного управления, системы связи, наблюдения и т д. После установки доставленной из монтажно-испытательного корпуса ракеты-носителя вертикально на стартовой площадке проводятся предстартовые комплексные испытания ракеты-носителя и космического аппарата, производится заправка топливом. С помощью системы телеметрического контроля проверяются все параметры комплекса. По команде «Пуск» продуваются азотом коммуникации подачи топлива в двигатели ракеты, закрываются дренажные клапаны баков, запускаются турбонасосные агрегаты подачи топлива и включаются бортовые системы управления. Отводятся кабель-мачты. Горючее и окислитель поступают в камеры сгорания двигателей ракеты-носителя, и топливо воспламеняется пиротехническими устройствами. В проем и газоход устремляется водопад огня, и могучий грохот разносится по степи. Когда двигатели набирают нужную тягу, раздвигаются «объятия» опорных ферм и ракета-носитель, опираясь на огненный столб, устремляется в небо. А на острие ракеты, над морем огня, в тесной кабине космического корабля находятся космонавты… Зрелище старта никого не оставляет равнодушным.
В первые десятки секунд после старта полет контролируется средствами командно-измерительного комплекса космодрома. После выхода космического корабля на орбиту эти функции передаются Центру управления полетом.
Самый известный зарубежный космодром находится в США на мысе Канаверал во Флориде. Отсюда взял старт на Луну американский космический корабль «Аполлон-11». Космический центр, или космодром, носит имя президента – Джона Кеннеди, принявшего решение о полете американцев на Луну. На мысе Канаверал находится база военно-воздушных сил США, в мае 1949 года она стала испытательной площадкой для военных ракет. Это болотистая и пустынная местность невдалеке от моря. В 1962 году, когда программа исследования Луны оказалась на повестке дня, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства заняло участок земли в 55600 гектаров на острове Меррит. Именно тут был заложен космодром Кеннеди. Осуществление программы «Аполлон» длилось одиннадцать лет, с октября 1961 года по октябрь 1972 года, и все ракеты стартовали с острова Меррит. За это время космонавты шесть раз успешно высаживались на Луне. А позже внимание всего мира к этому месту привлекла разработка программы «Шаттл».
Космодром Кеннеди открыт для туристов. Правда, большая часть экскурсий проводится из автобуса, но все равно удивительно, что сюда вообще можно попасть. Особый интерес представляет музей, где можно увидеть ракеты, которые облетели тысячи километров вокруг Земли и вернулись на нее вновь. История космических исследований замечательно представлена здесь в документах и иллюстрациях, к тому же посетители могут посмотреть на сами стартовые площадки. Среди них и та, что была сооружена специально для космических кораблей «Шаттл». Интересно также здание сборочного комплекса, где шла подготовка к полетам «Аполлона». Комплекс функционирует и до сих пор, его здание занимает площадь почти в три гектара при высоте 160 метров.
Когда корабли отправляются в космос, космодром, конечно, закрывается. Но атмосферу, напряжение всех сил перед стартом передают документальные кадры. На них запечатлены и тренировки космонавтов, и старт ракеты, причем проекция дается на огромном экране, чтобы у зрителей создалось адекватное впечатление об этих минутах.