rymdkapsel
En rymdkapsel betecknar inom flygtekniken en beboelig rymdfarkost som tillåter att gå ut i rymden tack vare en raket och sedan återvända till jorden. Principen är att placera en levande varelse i en trycksatt miljö som tillåter normal funktion av instrumenten och dess personer.
Huvuddrag
En kapsel består vanligtvis av två eller tre moduler:
- kommandomodulen är där kapseln bor och styrs;
- servicemodulen används huvudsakligen för lagring av bränsletankar för motorerna , syre för besättningen att andas, vetenskapliga instrument och batterier och ett kraftgenereringssystem, för produktion av elektricitet som är nödvändig för driften av kapseln;
- den tredje modulen kan läggas till på kapseln, som på Soyuz . Detta är orbitalmodulen. Den används för att förvara besättningens utrustning och bostadsyta, samt för att utföra experiment. Det kastas vanligtvis bort under atmosfäriskt återinträde .
Kontrollmodulelement
- Fallskärmar används för att bromsa kapseln i den lägre atmosfären. Det finns vanligtvis en reservfallskärm om huvudfallskärmen inte fungerar. Detta är vad som hände för Soyuz 1 , kapseln var inte utrustad med en nödfallskärm. I, fallskärmen från Soyuz 1 flammade upp, vilket resulterade i Vladimir Komarovs död .
- En värmesköld fungerar som skydd mot luftfriktion, vilket orsakar extrem värme vid återinträde i atmosfären.
- En dockningsport används för att överföra besättningen från kapseln till ett annat fartyg.
- En rymdpromenad är sällsynt på baljor på grund av dess storlek. Den första kapseln som har ett utgångsluftsluss är Voskhod- kapseln , under uppdrag 2 som tillät den första rymdpromenaden. Vissa av dessa utgångar kräver fullständig tryckavlastning av kapseln.
- Ett räddningssystem används vid tekniska problem med kapseln under start och landning . Dessa är vanligtvis räddningstorn (som släpps ner i jordens övre atmosfär vid lyft när de inte längre har någon användning) eller, på äldre kapslar, utkastningssäten . Crew Dragon har räddningsmotorer på sidorna av kapseln.
Servicemodulelement
- Ett framdrivningssystem används för att flytta och manövrera kapseln.
- Batterierna fungerar som en reserv av elektricitet när kapseln passerar på sidan av jorden eller månen mitt emot solen.
- Ett kraftgenereringssystem. Dessa är i allmänhet solpaneler [ 1 ] eller, tidigare, bränsleceller [ 2 ] .
- Vetenskapliga instrument används främst för undersökningar och experiment.
Historia om kapslar runt om i världen
Ryska kepsar
Sputnik-2
Sputnik 2 (Спутник-2, vilket betyder Satellit 2 på ryska) är en unik modell. Hon var tvungen att sätta hunden Laïka i låg omloppsbana . Uppdraget är ett misslyckande efter en incident under avskiljningsmanövern på raketens centrala skede, vilket orsakade felet i temperaturregleringssystemet. Laïka dog sedan av värme efter sju timmars flygning.
Kapseln är en 508 kg kon två meter bred och fyra meter lång. Kapseln avfyrades i en R-7 Semiorka , en interkontinental ballistisk missil .
Kapseln har ett instrument för att mäta strålning i spetsen av kapseln. Nedan visas den trycksatta sfären som innehåller radioutrustningen, härledd från den från den första Sputniken. Konens bas rymde Laïka , med värmeisolering, vatten , mat, luftåtervinning och hantering av tikens avfall.
Vostok
Vostok (Восток, vilket betyder öst på ryska) är den första kapseln som kan föra en människa ut i rymden. Det första uppdraget var en framgång (det är Yuri Gagarins flykt ). Fem andra stölder ägde rum. Kapseln ersattes av Voskhod för uppdrag med en besättning bestående av flera kosmonauter.
Kapseln är uppdelad i två moduler: kommandomodulen, sfärisk, som väger 2,46 ton och har en diameter på 2,3 meter, som rymmer kosmonauten , instrumenten och räddningssystemet. Servicemodulen, konisk till formen, väger 2,27 ton och är 2,25 meter lång med en diameter vid basen på 2,3 meter. Den innehåller bränsle och motorer. Vostok har ingen motor som gör att den kan ändra sin omloppsbana. Kapseln lanseras på en R-7 ( 8K71 ) , en uppgraderad version av R-7 Semiokra.
En retroraket är installerad på servicemodulen och används endast för att vända kapseln. Sätet är utkastbart, utrustat med fallskärm, om kapseln skulle fungera felaktigt under start eller under atmosfäriskt återinträde i den lägre atmosfären. Den aktiveras sju kilometer före landning, eftersom fallskärmarna är otillräckliga för att bromsa kapseln, vilket kan skada kosmonauten.
Voskhod 1 och 2
Voskhod (Восхо́д, vilket betyder gryning på ryska) är en utveckling av Vostok- kapseln . Den kunde bära upp till tre kosmonauter. Endast två bemannade uppdrag genomfördes. Uppdragen var mycket riskabla eftersom inga räddningstorn och inga utkastningsstolar och säkerhetsdräkter installerades på kapseln. Två versioner har utvecklats:
- den tresitsiga versionen (3KV) som används för Voskhod 1 ;
- 3KD-versionen som används för Voskhod 2 , utrustad med en luftsluss som tillåter utrymme att gå . Kåpan måste modifieras för att passa luftslussen.
Båda kapslarna avfyras på en Voskhod -raket , en utveckling av R-7 Semiokra :
- Voskhod 1 är det första uppdraget för denna kapsel. Det är den första kapseln som har tre kosmonauter ombord, vilket är rekord;
- Voskhod 2 var det första uppdraget där en man, Alexei Leonov , vågade sig ut i rymden med en rymddräkt. Ett problem uppstod när kosmonautens dräkt började blåsa upp i utrymmets vakuum på grund av tryckskillnaden mellan utrymmets vakuum och dräktens inre. Alexei Leonov lyckades sedan släppa ut lite gas från sin dräkt och kunde återvända till luftslussen. Rymdpromenaden varade i tolv minuter .
Voskhoderna kommer att ersättas 1967 av Soyuz, en modernare kapsel.
Soyuz (Soyuz-MS)
Sojuz ( Союз , vilket betyder union på ryska) är den ryska kapseln som använts sedan 1967. För närvarande används den bara för att överföra astronauter till den internationella rymdstationen .
Soyuz-MS är den senaste versionen, en modifiering av Soyuz-TMA i drift sedan 2016. Rymdfarkosten har tre moduler istället för två. Kapseln väger 7,25 ton, mäter 10 meter på höjden och 2,65 meter på bredden. Hon kan ta upp till tre besättningsmedlemmar ombord.
Kapseln lanseras från en Soyuz 2.1a launcher , den mest avancerade versionen av R-7 Semiokra. Kapseln har ett system av sondkontyp för dockning med andra rymdfarkoster. Till skillnad från Voskhod- kapseln har Soyuz ett räddningstorn som lyfts av .
Amerikanska kepsar
Kvicksilverkapsel
Mercury - kapseln är den första beboeliga amerikanska kapseln som konkurrerar med de ryska Vostok -kapslarna . Hon kunde bara ta en person. Den avfyras på en Redstone sedan Atlas ballistisk missil .
Endast sex flygningar av denna kapsel har ägt rum. Kapseln mäter 1,89 meter bred och 3,34 meter hög. Den väger ca 1,5 ton. Ett räddningstorn används på kapseln. Till skillnad från andra kapslar har Mercury både kommandomodulen och servicemodulen. Den kommer att ersättas av Gemini -kapseln .
Gemini kapsel
Gemini -kapseln är efterföljaren till Mercury . Den kunde bära två astronauter ombord. Sätena var utkastning. Kapseln är denna gång uppdelad i två distinkta delar: kommandomodulen och en servicemodul, i sig uppdelad i två sektioner: retroraketsektionen och utrustningssektionen.
Kapseln avfyras på en GLV Titan II , en modifiering av den ballistiska missilen LGM-25C Titan II . Kapseln är 5,8 meter hög, 3,85 meter bred och väger 3,85 ton. Det var tolv flygningar, dubbelt så många som Mercury .
Apollo
Apollo -modulen är den amerikanska kapseln som används i Apollo -programmet , som går ut på att skicka män till månen före ryssarna.
Kapseln kan bära tre astronauter. Den har ett räddningstorn. Den har en lucka av sondkontyp för dockning med LEM , månlandningsmodulen . Under uppdrag går två av de tre besättningsmedlemmarna ombord på LEM medan den sista förblir i omloppsbana i kapseln. Apollo-modulen och LEM lanseras på en Saturn V för uppdrag eller en Saturn IB för testning i omloppsbana.
Två olyckor inträffade:
- Apollo 1 : Tre veckor före lyftet tränar de utvalda astronauterna i Apollo-modulen när fem timmar in i övningen tar ett felaktigt elsystem eld och en brand bryter ut. Astronauterna försöker ta sig ut utan framgång. Att öppna luckan tar normalt mer än två minuter. Hjälpen kommer inte fram i tid och astronauterna dör;
- Apollo 13 : Under resan från jorden till månen exploderar servicemodulen på grund av ett tekniskt problem. Astronauterna kan inte utföra sitt uppdrag och ta sin tillflykt till LEM . De lyckas återvända till jorden efter farliga manövrar.
Kapseln är 11 meter hög, 3,9 meter bred och väger 30,37 ton. Sjutton uppdrag äger rum totalt.
Crew Dragon
The Crew Dragon är en modern kapsel, den första som använder pekkontroller. Den första bemannade testflygningen ägde rum den, och återkomsten till jorden var en framgång. Kapseln utvecklas av ett privat företag, Space X , i samarbete med NASA .
Dess enda roll är att transportera astronauter till den internationella rymdstationen . Den skjuts upp på en Falcon 9 , en raket som också tillverkas av Space X. Det är första gången på nio år som en amerikansk rymdkapsel ansluter sig till den internationella rymdstationen sedan de amerikanska rymdfärjorna upphörde att fungera . Kapseln kan bära sju astronauter, som rymdfärjan.
Den är 8,23 meter hög och 3,96 meter bred. Den väger cirka 13 ton. Kapseln kan återanvändas, vilket är ekonomiskt fördelaktigt. Det har det speciella med att ha nödboosters, kallade SuperDraco , på sidorna av kapseln.
Referenser
- (sv) Orion: America's Next Generation Spacecraft , NASA, 50 sid. ( läs online )
- " Fuel Cell, Apollo " , på National Air and Space Museum ( tillgänglig)