Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Многоразовые корабли представляют собой подобие реактивного самолета с треугольными крыльями. Кабина находится в носовой части и герметизирована, в средней части располагается грузовой отсек, который в космическом пространстве открывается и может выпускать спутник либо осуществлять выгрузку конструкций и узлов орбитальных станций. Возврат на Землю осуществляется планированием с выключенным двигателем. По мере приближения к поверхности Земли система наведения приземляет аппарат, как обычный самолет.

Носовая часть требует специальной защиты, так как при входе в плотные слои атмосферы происходит колоссальный нагрев передней части корабля. Поэтому кромки крыльев и вся передняя часть покрываются специальными керамическими плитками, которые одновременно предохраняют конструкцию от разрушения и перегревания.

Ракетно-двигательная установка

Ракетно-двигательная установка – силовая установка аппарата, использующего реактивный принцип передвижения, например ракеты, ракетного самолета, космического летательного аппарата.

Ракетная ступень

Многие конструкторы пытались разработать эффективный одноступенчатый космический носитель, имеющий достаточный суммарный импульс тяги, для того чтобы вывести на орбиту полезный груз. В 1990-х гг. была представлена экспериментальная ракета DC-X, конструкция которой базировалась на применении легких сплавов, композиционных материалов и совершеннейшей электроники. Результат эксперимента можно считать успешным, так как итогом было доказательство возможности создания эффективной одноступенчатой ракеты.

Ракетные системы

Ракетные системы представляют собой систему, состоящую из двух или более составляющих, каждая из которых выполняет определенную задачу.

В качестве примера ракетно-космической системы можно привести составной космический аппарат, составляющими которого являются ракета-носитель «Энергия» и космический корабль «Буран».

Основная задача ракеты-носителя «Энергия» – вывести корабль на стартовую высоту, отбрасывая по мере использования отработанные ступени. После того как все ступени ракеты-носителя «Энергия» отработают, корабль «Буран» использует объединенную двигательную установку для выхода на заданную орбиту (см. также «Космический корабль»).

Реактивный двигатель

Реактивный двигатель (двигатель прямой реакции) – двигатель, принцип работы которого основан на создании тяги посредством реакции на вытекающее из двигателя рабочее тело. Это двигатель, который в отличие от двигателя непрямой реакции сочетает двигатель и движитель и создает силу тяги посредством преобразования различных типов топлива в кинетическую энергию струи, которая выбрасывается в окружающее пространство.

Имея общий принцип действия, реактивные двигатели отличаются разнообразием модификаций. Во-первых, реактивные двигатели делятся на два класса по существенному признаку – необходимость в работе наличия атмосферного воздуха.

Двигатели, которые используют в своей работе атмосферный воздух для создания рабочей смеси (смесь воздуха с керосином, бензином), называются воздушно-реактивными. Те же двигатели, которые используют для образования рабочей смеси вещества, находящиеся непосредственно на аппарате, называются ракетными.

Ракетные двигатели составляют особый класс реактивных двигателей, так как они отличатся полной независимостью от окружающей среды.

Роботы космические

Роботы космические (от чеш. robota) – устройства или комбинации устройств, предназначенные для замены человека при работе в средах, где присутствие живого человека ограничено или по ряду причин невозможно. Термин «робот» впервые был упомянут чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом в пьесе «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы») в 1921 г.

Нельзя не упомянуть Леонардо да Винчи, который, по некоторым данным, около 1495 г. имел среди своих многочисленных чертежей и рисунок человекоподобного робота. Записи, найденные в 1950-х гг., содержали чертежи механического человека (рыцаря), который мог сидеть, двигать головой и руками и открывать забрало. Первое искусственное создание – робота, играющего на флейте – сотворил в 1738 г. французский изобретатель-механик Жак де Вокансон. Можно отметить, что уже созданы первые человекоподобные роботы, хотя в космосе мы их встретим еще не скоро. На сегодняшний день ряды космических роботов составляют устройства, позволяющие человеку осуществлять манипуляции, проводить исследования, не присутствуя при этом лично, а контролируя действия из пункта управления, часто даже наземного. Есть несколько вариантов управления космическими роботами, среди которых можно выделить непосредственное управление подачей команд оператором, работу по заранее запрограммированной программе, либо робот может следовать какому-либо набору общих команд при помощи технологии искусственного интеллекта. Системы перемещения роботов бывают различными, например, один из первых роботов – советский «Луноход-1» – для передвижения по открытой местности был оснащен колесной системой передвижения, которая наряду с гусеничной считается самой универсальной. Существуют гибридные системы перемещения для перемещения по неровным поверхностям, которые сочетают в себе несколько конструктивных элементов и от той и от другой системы.

Робот-паук (Robyspace Junior)

Робот-паук (RobySpace Junior) – модификация робота, которая внешне представляет собой копию паука. В мире существует уже несколько разработок, копирующих строение и внешний вид паука. Недавно американским аэрокосмическим агентством NASA был разработан робот-паук под названием «spider-bot», который предназначен для исследования планет, астероидов, поверхности Луны. Несомненно, этот робот может найти применение и на поверхности Земли, например в сельском хозяйстве. С помощью пары антенн робот-паук в состоянии обнаружить препятствие. Размеры могут быть изменены, как и число конечностей, которое может достигать 12 и более, хотя в настоящее время робот имеет 6 ног. Следующим этапом исследований станет оснащение робота-паука специальными инструментами, благодаря которым он сможет осуществлять раскопки. Инструментами планируется оснастить пару передних ног. Помимо разработок NASA были созданы еще несколько прототипов роботов-пауков. Одну из этих модификаций специалисты из лаборатории NanoRobotics при поддержке Массачусетского технологического института «научили» передвигаться по воде подобно насекомым.

Модель робота может передвигаться только в стоячей воде и предназначена для исследования загрязнения водоемов. Возможно, впоследствии эти разработки пригодятся в исследованиях каких-либо небесных тел, имеющих на своей поверхности водоемы. Еще одной новейшей разработкой, правда, в стадии первичного эксперимента, является «космический паук» «Furoshiki», который был создан робототехниками из Венского технологического института по заказу Японского космического агентства. Планируется, что в дальнейшем эти роботы смогут «разворачивать» в космическом пространстве гигантские антенны, состоящие из нитей. На первичном этапе на орбиту должны быть выведены четыре микроспутника, с заранее заготовленной сетью для отработки перемещения по сети. Эксперимент займет не более десяти минут, после чего приборы сгорят в атмосфере. Во втором эксперименте будут участвовать модификации роботов-пауков. Эту часть общего эксперимента подготовил Институт манипуляторов и роботов технического института Вены при помощи «Команды перспективных концепций» Европейского космического агентства. Если будет успешно выполнена первая часть эксперимента и сеть будет натянута и стабилизирована в пространстве, то из материнского аппарата будут выпущены два робота-паука серии RobySpace Junior. Их задача перемещаться по сети до края, находясь под управлением непосредственно с поверхности Земли.

Движение робота по сети осуществляется при помощи системы роликов. При успешном исходе эксперимента станет возможным создание масштабных космических систем на околоземных орбитах, таких как радиотелескоп, огромные солнечные батареи.

Основные параметры роботов-пауков: размеры – порядка 10 × 10 × 5 см; вес робота – не более 1 кг.

Роботы-муравьи

Роботы-муравьи – новейшая разработка в области робототехники. Роботы, работающие без управления извне и в процессе работы имитирующие поведение муравьев из колонии. Робот-муравей, в России разработанный Институтом радиотехники, практическую пользу не приносит, может перемещаться в разных направлениях и подмигивать глазами-светодиодами. Также существует разработка MIT's Artificial Intelligence Lab, которая представляет собой несколько роботов, имитирующих поведение муравьев колонии. Для связи друг с другом роботы используют датчики. Каждый из роботов оборудован 17 датчиками, четыре из которых – световые датчики, четыре – инфракрасные приемники и датчики удара, наклона и еды. Инфракрасные датчики, расположенные на передней части и вершине робота, отвечают за общение между роботами. Колония роботов-муравьев имеет несколько уровней социального поведения, есть возможность следования за вожаком, роботы умеют играть.