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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Station spatiale orbitale. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Station orbitale - un vaisseau spatial conçu pour le séjour à long terme de personnes en orbite proche de la Terre dans le but de mener des recherches scientifiques dans l'espace, de la reconnaissance, des observations de la surface et de l'atmosphère de la planète, des observations astronomiques, etc. Il diffère des satellites artificiels de la Terre par la présence d'un équipage qui est périodiquement remplacé à l'aide d'engins spatiaux de transport habités (y compris réutilisables), livrant au système d'exploitation un changement d'équipage, des réserves de carburant et de matériel pour le fonctionnement des systèmes techniques de la station. , le maintien de la vie de l'équipage, la correspondance personnelle de ses membres, des pièces de rechange pour la réparation et la modernisation de la station elle-même, des blocs d'équipements pour étendre ses fonctions, du matériel pour mener de nouvelles recherches, etc. Le véhicule de descente du navire de transport livre sur Terre le les membres de l’équipage de remplacement ainsi que les résultats des recherches et des observations.
Bien que l'histoire de l'astronautique ne s'étende que sur quelques décennies, elle a déjà franchi un certain nombre d'étapes importantes. Le début du développement de l'espace proche de la Terre a été posé par de courtes expéditions (qui durent généralement plusieurs jours) sur des engins spatiaux standard. Les astronautes qui les ont pilotés ont fait de nombreuses observations et découvertes importantes. Mais à un certain stade, ces courts vols de navette au-delà de l'atmosphère ont cessé de satisfaire la science. Les vaisseaux spatiaux étaient petits et avaient de nombreuses caractéristiques spécifiques qui ne leur permettaient pas d'être utilisés pour des recherches scientifiques sérieuses à long terme. Pour avoir un pied ferme dans l'espace, les cosmonautes devaient être hébergés ici avec au moins un minimum de commodités et disposer de nombreux équipements scientifiques divers. Les premières stations orbitales sont devenues une telle maison spatiale et en même temps un laboratoire spatial. Leur apparition a été une étape importante dans l'histoire des vols habités : avec eux, l'ère héroïque des pionniers a été remplacée par le temps de la vie quotidienne et du dur labeur quotidien. Qu'est-ce qu'une station orbitale ? Dans un sens, il peut être considéré comme un grand vaisseau spatial. Les mêmes exigences strictes sont imposées à sa fiabilité. Les mêmes systèmes de support de vie qui sont décrits dans le chapitre sur les engins spatiaux fonctionnent ici. Mais la station a ses propres particularités. Il n'est pas destiné à être renvoyé sur Terre. En règle générale, il ne possède même pas son propre système de propulsion, car son orbite est corrigée à l'aide des moteurs du navire de transport. Mais d'un autre côté, il a beaucoup plus d'équipements scientifiques, il est plus spacieux et plus confortable qu'un navire. Les astronautes viennent ici depuis longtemps - pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Pendant ce temps, la station devient leur espace d'accueil, et afin de maintenir de bonnes performances tout au long du vol, ils doivent s'y sentir à l'aise et au calme. La première station spatiale orbitale de l'histoire fut la Saliout soviétique, lancée en orbite le 19 avril 1971. Le 30 juin de la même année, le vaisseau spatial Soyouz-11 s'est amarré à la station avec les cosmonautes Dobrovolsky, Volkov et Patsaev. La première (et unique) montre a duré 24 jours. Puis, pendant un certain temps, Saliout était en mode automatique sans pilote, jusqu'à ce que le 11 novembre, la station mette fin à son existence, après avoir brûlé dans les couches denses de l'atmosphère. Le premier Saliout était suivi d'un deuxième, puis d'un troisième, et ainsi de suite. Pendant dix ans, toute une famille de stations orbitales a travaillé dans l'espace les unes après les autres. Des dizaines d'équipages ont mené de nombreuses expériences scientifiques sur eux. Tous les Saliouts étaient des laboratoires de recherche spatiale polyvalents pour des recherches à long terme avec un équipage amovible. En l'absence d'astronautes, tous les systèmes de la station étaient contrôlés depuis la Terre. Pour cela, des ordinateurs de petite taille ont été utilisés, dans la mémoire desquels des programmes standard de contrôle des opérations de vol ont été posés. La longueur totale de la station était de 20 mètres et le volume était de 100 mètres cubes. Masse "Salyut" sans navire de transport - 18900 kg.
À l'intérieur, la station était divisée en trois compartiments, dont deux - de transition et de travail - étaient hermétiques et le troisième - global - non hermétique. Les deux compartiments hermétiques étaient habités. Le compartiment de transition a été réalisé sous la forme d'un cylindre d'un diamètre de 2 m et d'une longueur de 3 m et comprenait une station d'accueil. Une cloison avec trou d'homme le séparait du compartiment de travail, qui était un laboratoire confortable adapté au repos et aux travaux scientifiques de longue durée. La majeure partie de l'équipement de recherche se trouvait ici, ainsi que des dispositifs et des unités de contrôle de la station, un système de survie, une alimentation électrique et des dispositifs de communication radio. Le compartiment avait 15 fenêtres et se composait de deux zones cylindriques reliées par une partie conique. Le petit cylindre avait un diamètre de 2,9 m et une longueur de 3,8 m, et le grand cylindre avait un diamètre de 4,15 m et une longueur de 4,1 m. La largeur de la partie conique était de 1,2 m. Les cosmonautes passaient la plupart de leur temps dans le compartiment de travail : travaillé, exercé, mangé et reposé. Dans la zone de petit diamètre il y avait une table pour manger. Un réservoir d'eau potable a également été fixé ici. (L'eau dans les récipients était préservée en ajoutant des ions d'argent ; chaque astronaute utilisait un embout buccal individuel attaché à un tuyau pour boire.) À proximité se trouvait un chauffe-plats. Dans cette zone, les éléments nécessaires aux astronautes pour passer leur temps libre étaient stockés : une bibliothèque, un album pour le dessin, un magnétophone et des cassettes pour cela. Les couchages étaient situés dans la zone de grand diamètre à tribord et à bâbord. Ils avaient des dispositifs pour fixer le corps dans n'importe quelle position. Il y avait aussi des réfrigérateurs avec des stocks de nourriture et des réservoirs d'eau. Une toilette a été placée sur le fond arrière de cette zone. Il était séparé du reste du compartiment de travail et disposait d'une ventilation forcée. Un dispositif de puisard spécial a été utilisé pour éliminer les déchets liquides et solides. Il n'y avait ni lavabo ni douche lors du premier "Salute". La toilette consistait à essuyer le visage et le corps avec des serviettes hygiéniques et des serviettes spéciales. Dans la partie conique, il y avait un complexe de moyens pour effectuer des exercices physiques et des recherches médicales, en particulier un tapis roulant. Pendant les exercices physiques, les astronautes portaient des combinaisons spéciales qui empêchaient la propagation de l'odeur de sueur. Les moyens de contrôle manuel et de contrôle des principaux systèmes et équipements scientifiques de la station étaient situés à sept postes. Il y avait quatre poteaux dans la zone de petit diamètre. L'un d'eux est le poste de contrôle central de la station. Il a été conçu pour le travail simultané de deux personnes. Il y avait deux chaises devant lesquelles se trouvait le panneau de contrôle. De là, il était possible de contrôler les moteurs et le système d'orientation de la station. Aux six autres postes, des observations et des recherches pourraient être menées. La station abritait de nombreux équipements divers, dont le grand télescope Orion et le télescope à rayons gamma Anna-III (pour l'étude du rayonnement gamma cosmique). Derrière le compartiment de travail se trouvait un agrégat non fonctionnel. Il abritait des systèmes de propulsion, des antennes de systèmes de communication radio, un système de contrôle thermique et une caméra de télévision. La communication radio avec la Terre sur le premier Saliout a été maintenue principalement par téléphone. Il y avait aussi un système de télévision, mais cela demandait beaucoup d'énergie. Le système d'alimentation comprenait des batteries solaires et rechargeables. Les premiers étaient fixés rigidement sur le corps de la station et pour que les rayons solaires soient perpendiculaires à leur plan, ils nécessitaient une orientation particulière par rapport au soleil. La batterie au cadmium-nickel fonctionnait avec la batterie solaire en mode "charge-décharge", car environ 40% du temps sur chaque orbite, la station était dans l'ombre de la Terre. De plus, le Salyut disposait d'une batterie de secours en cas de coupures de courant puissantes et de longue durée. Le système de contrôle thermique se composait de circuits de refroidissement et de chauffage par liquide indépendants avec des lignes internes et externes. La chaleur excédentaire, si nécessaire, était rayonnée dans l'espace par un radiateur-refroidisseur. Si, au contraire, il était nécessaire d'apporter de la chaleur à la station, elle était alors retirée du radiateur-chauffage du côté ensoleillé. Ainsi, la température dans les compartiments résidentiels a été maintenue entre 15 et 25 degrés. Le système de survie maintenait la composition de gaz nécessaire, absorbait les odeurs et la poussière, fournissait à l'équipage de la nourriture, de l'eau et éliminait les déchets. L'apport d'oxygène et l'absorption de gaz carbonique s'effectuaient dans les blocs régénérateurs. Dans le même temps, l'air, traversant une substance chimique hautement active, était enrichi en oxygène et débarrassé du dioxyde de carbone, et entraîné par des ventilateurs à travers les filtres, il était nettoyé de la poussière et des déchets. Des analyseurs de gaz ont été placés à différents endroits de la station, qui surveillaient en permanence la composition du gaz. Après l'URSS, les États-Unis lancent leur station orbitale dans l'espace. Le 14 mai 1973, leur station SkyLab a été lancée en orbite. Il était basé sur le troisième étage de la fusée Saturn-5, qui avait été utilisée lors de précédentes expéditions lunaires pour accélérer le vaisseau spatial Apollo à la deuxième vitesse spatiale. Le grand réservoir d'hydrogène a été converti en locaux techniques et en laboratoire, tandis que le plus petit réservoir d'oxygène a été transformé en conteneur à déchets.
"Skylab" comprenait le bloc réel de la station, un sas d'écluse, une structure d'accostage avec deux nœuds d'amarrage, deux panneaux solaires et un ensemble séparé d'instruments astronomiques (il comprenait huit appareils différents et un ordinateur numérique). La longueur totale de la station a atteint 25 m, poids - 83 tonnes, volume libre interne de 360 mètres cubes. Pour le mettre en orbite, un puissant lanceur Saturn-5 a été utilisé, capable de soulever jusqu'à 130 tonnes de charge utile en orbite terrestre basse. Scalelab n'avait pas ses propres moteurs de correction d'orbite. Elle a été réalisée à l'aide des moteurs du vaisseau spatial Apollo. L'orientation de la station a été modifiée à l'aide de trois gyroscopes de puissance et de micromoteurs fonctionnant au gaz comprimé. Pendant l'exploitation du Skylab, trois équipages l'ont visité.
Comparé au Salyut, le Skylab était beaucoup plus spacieux. La longueur du sas était de 5,2 m et son diamètre de 3,2 m. Ici, les réserves de gaz à bord (oxygène et azote) étaient stockées dans des bouteilles à haute pression. Le bloc de la station avait une longueur de 14,6 m et un diamètre de 6,6 m et était divisé en sections de laboratoire et de ménage. Le compartiment domestique, à son tour, était divisé en quatre pièces pour dormir, pour l'hygiène personnelle, pour l'entraînement et les expériences, pour passer du temps libre, pour cuisiner et manger. Leur hauteur était de 2 m.La chambre à coucher était divisée en trois cabines de couchage en fonction du nombre d'astronautes. Chacun d'eux avait six petits casiers et un sac de couchage. L'entrée de chaque cabine était tendue d'un rideau. La salle d'hygiène était équipée d'un lavabo et d'une poubelle. Le lavabo était une sphère fermée, qui avait deux trous pour les mains, équipés de volets en caoutchouc. Il y avait aussi une douche, séparée du reste de la pièce par un rideau. Les gouttes d'eau pulvérisées à travers l'atomiseur étaient ensuite aspirées dans le collecteur par un courant d'air. Chaque astronaute avait son propre casier de toilette personnel. La salle de repos, de cuisine et de repas avait une table avec des brûleurs pour chauffer les aliments, une cuisinière, des armoires et des réfrigérateurs. Les astronautes avaient une large gamme d'aliments surgelés, y compris des céréales froides, des salades de pommes de terre, des plats de filet de bœuf. La table était équipée sur trois côtés de trois robinets individuels pour l'eau potable. Chaque astronaute avait son propre plateau avec des cellules pour chauffer les aliments. Les aimants du plateau soutenaient le couteau et la fourchette. Dans la même pièce se trouvaient trois fauteuils, un magnétophone et des livres. Un vélo ergomètre a été placé dans la salle pour l'entraînement et les expériences. Le compartiment du laboratoire était deux fois plus grand que le compartiment domestique. Son diamètre intérieur était de 6,4 m. Le 29 septembre 2011, la station spatiale Tiangong-1 a été lancée par la Chine. Il s'agit du premier vaisseau spatial chinois de la classe des stations orbitales, créé dans le cadre du projet 921-2, appelé module cible et conçu pour développer des technologies de rendez-vous et d'amarrage pour les engins spatiaux.
Les premiers amarrages du programme spatial chinois sont liés à Tiangong-1 : Tiangong-1 reçoit le vaisseau spatial Shenzhou sans pilote et habité. Le module de station est constitué de deux sections de diamètres différents. Données générales : poids - 8506 kg ; longueur - 10,4 mètres; largeur (pour les panneaux solaires) - 17 mètres ; volume habitable de la station - 15 mètres cubes. A la place du véhicule de descente et du compartiment utilitaire (module orbital), un compartiment laboratoire d'un diamètre de 3,4 m a été installé, réalisé en forme de cylindre. Une unité d'accueil androgyne-périphérique de type APAS-89 est installée dans la partie avant du compartiment (et de l'ensemble du module) (similaires à celles installées sur le module Kristall de la station orbitale Mir, ainsi qu'à celles installées sur le hermétique des adaptateurs de l'ISS AS, sur le Zarya (FGB) face à l'ISS NS ont été installés sur les navettes spatiales), l'extrémité arrière du compartiment est reliée par un adaptateur conique au compartiment de service. Le compartiment de service (instrument-agrégat) a le même diamètre de 2,35 m que celui des navires de la série Shenzhou, mais il est plus court que sur eux. Il dispose également de deux panneaux solaires d’une capacité d’environ 7000 XNUMX watts. Auteur : Ryzhov K.V.
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