แคปซูลอวกาศ
แคปซูลอวกาศกำหนดในด้านของการบินว่าเป็นยานอวกาศ ที่เอื้อต่อ การ ดำรงชีวิต ซึ่งช่วยให้สามารถขึ้นสู่อวกาศได้ด้วยจรวดจากนั้นจึงกลับสู่โลก หลักการคือให้สิ่งมีชีวิตอยู่ใน สภาพแวดล้อมที่มี แรงดันซึ่งช่วยให้เครื่องมือและผู้อาศัยทำงานได้ตามปกติ
คุณสมบัติหลัก
โดยทั่วไปแคปซูลประกอบด้วยสองหรือสามโมดูล:
- โมดูลคำ สั่ง เป็นที่อาศัยและควบคุมของแคปซูล
- โมดูลบริการส่วนใหญ่ใช้สำหรับการจัดเก็บถังเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ออกซิเจนสำหรับลูกเรือในการหายใจ เครื่องมือวิทยาศาสตร์และแบตเตอรี่ และระบบผลิตไฟฟ้าสำหรับการผลิตไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการทำงานของแคปซูล
- สามารถเพิ่มโมดูลที่สามในแคปซูลได้เช่นเดียวกับSoyuz นี่คือโมดูลวงโคจร มันถูกใช้เพื่อจัดเก็บอุปกรณ์ของลูกเรือและพื้นที่ใช้สอยรวมถึงการทดลองต่างๆ โดยปกติจะถูกขับทิ้งระหว่าง การกลับเข้าสู่ ชั้นบรรยากาศ
องค์ประกอบโมดูลควบคุม
- มีการใช้ร่มชูชีพเพื่อทำให้แคปซูลช้าลงในบรรยากาศชั้น ล่าง โดยปกติจะมีร่มชูชีพสำรองในกรณีที่ร่มชูชีพหลักทำงานผิดปกติ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับSoyuz 1แคปซูลไม่ได้ติดตั้งร่มชูชีพฉุกเฉิน ในร่มชูชีพของSoyuz 1ระเบิดขึ้น ส่งผลให้Vladimir Komarovเสีย ชีวิต
- แผ่น กัน ความร้อนทำหน้าที่ป้องกันการเสียดสีของอากาศ ซึ่งทำให้เกิดความร้อนสูงระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ
- พอร์ตเชื่อมต่อถูกใช้เพื่อย้ายลูกเรือจากแคปซูลไปยังเรือลำอื่น
- Spacewalkนั้นหายากในฝักเนื่องจากขนาดของมัน แคปซูลแรกที่มีทางออกแอร์ล็อกคือ แคปซูล วอ สคอ ด ระหว่างภารกิจที่ 2 ซึ่งอนุญาตให้เดินอวกาศได้เป็นครั้งแรก ทางออกเหล่านี้บางส่วนต้องการการกดแคปซูลอย่างสมบูรณ์
- ระบบกู้ภัยจะใช้เมื่อเกิดปัญหาทางเทคนิคของแคปซูลระหว่างเครื่องขึ้นและลงจอด โดยปกติจะเป็นหอคอยกู้ภัย (ตกลงสู่บรรยากาศชั้นบนของโลกเมื่อยานไม่ได้ใช้งานอีกต่อไป) หรือบนแคปซูลรุ่นเก่าที่นั่งดีดตัว ออก The Crew Dragonมีเครื่องมือกู้ภัยอยู่ที่ด้านข้างของแคปซูล
องค์ประกอบโมดูลบริการ
- ระบบขับเคลื่อนใช้เพื่อเคลื่อนย้ายและควบคุมแคปซูล
- แบตเตอรี่ทำหน้าที่เป็นพลังงานสำรองเมื่อแคปซูลเคลื่อนผ่านด้านของโลกหรือดวงจันทร์ตรงข้ามดวงอาทิตย์
- ระบบผลิตไฟฟ้า เหล่านี้โดยทั่วไปคือแผงโซลา ร์เซลล์ [ 1 ]หรือก่อนหน้านี้คือเซลล์เชื้อเพลิง[ 2 ]
- เครื่องมือวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสำรวจและการทดลอง
ประวัติของแคปซูลทั่วโลก
หมวกรัสเซีย
สปุตนิก-2
Sputnik 2 (Спутник-2 ซึ่งแปลว่าดาวเทียม 2ในภาษารัสเซีย) เป็นรุ่นที่ไม่เหมือนใคร เธอต้องวางสุนัข Laïkaไว้ในวงโคจรต่ำ ภารกิจนี้ประสบความล้มเหลวหลังจากเหตุการณ์ระหว่างการเคลื่อนตัวของจรวดที่อยู่ตรงกลาง ซึ่งทำให้เกิดความล้มเหลวของระบบควบคุมอุณหภูมิ จากนั้นไลกาก็เสียชีวิตด้วยความร้อนหลังจากบินเจ็ดชั่วโมง
แคปซูลเป็นทรงกรวยหนัก 508 กก.กว้าง 2 เมตร ยาว 4 เมตร แคปซูลเปิดตัวด้วยR-7 Semiorkaซึ่งเป็นขีปนาวุธข้ามทวีป
แคปซูลมีเครื่องมือวัดรังสีอยู่ที่ปลายแคปซูล ด้านล่างคือทรงกลมแรงดันที่บรรจุอุปกรณ์วิทยุ ซึ่งได้มาจากสปุตนิกเครื่องแรก ฐานของกรวยรองรับLaïkaโดยมีฉนวนกันความร้อนน้ำอาหารอากาศ รีไซเคิล และการจัดการของเสียของสุนัขตัวเมีย
วอสตอค
Vostok (Восток ซึ่งแปลว่าตะวันออกในภาษารัสเซีย) เป็นแคปซูลตัวแรกที่สามารถนำมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศได้ ภารกิจแรกประสบความสำเร็จ (นี่คือเที่ยวบินของยูริกาการิน ). มีการโจรกรรมอีกห้าครั้ง แคปซูลถูกแทนที่ด้วย Voskhodสำหรับภารกิจที่มีลูกเรือซึ่งประกอบด้วยนักบินอวกาศหลายคน
แคปซูลแบ่งออกเป็นสองโมดูล: โมดูลคำสั่งทรงกลม น้ำหนัก 2.46 ตันและเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.3 เมตร ซึ่งบรรจุนักบินอวกาศเครื่องมือ และระบบกู้ภัย โมดูลบริการมีรูปร่างทรงกรวย มีน้ำหนัก 2.27 ตัน และยาว 2.25 เมตร โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ฐาน 2.3 เมตร ประกอบด้วยเชื้อเพลิงและเครื่องยนต์ Vostok ไม่มีเครื่องยนต์ที่อนุญาตให้ปรับเปลี่ยนวงโคจรได้ แคปซูลเปิดตัวด้วยR-7 ( 8K71 )ซึ่งเป็นรุ่นอัปเกรดของ R-7 Semiokra
มี การติดตั้งเร โทรจรวดบนโมดูลบริการและใช้สำหรับแยกวงโคจรของแคปซูลเท่านั้น ที่นั่งสามารถดีดออกได้พร้อมกับร่มชูชีพ หากแคปซูลทำงานผิดปกติระหว่างบินขึ้นหรือระหว่างกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในบรรยากาศชั้นล่าง มีการเปิดใช้งาน 7 กิโลเมตรก่อนลงจอด เนื่องจากร่มชูชีพไม่เพียงพอที่จะทำให้แคปซูลช้าลง ซึ่งอาจทำให้นักบินอวกาศบาดเจ็บได้
วอสคอด 1 และ 2
Voskhod (Восхо́д ซึ่งแปลว่ารุ่งอรุณในภาษารัสเซีย) เป็นวิวัฒนาการของแคปซูล Vostok มันสามารถบรรทุกนักบินอวกาศได้ถึงสามคน ภารกิจประจำสองคนเท่านั้นที่ดำเนินการ ภารกิจมีความเสี่ยงสูงเนื่องจากไม่มีหอกู้ภัย ไม่มีที่นั่งดีดออกและชุดนิรภัยติดตั้งบนแคปซูล ได้รับการพัฒนาสองเวอร์ชัน:
- รุ่นสามที่นั่ง (3KV) ที่ใช้สำหรับVoskhod 1 ;
- เวอร์ชัน 3KD ที่ใช้กับVoskhod 2มาพร้อมกับแอร์ล็อกที่ช่วยให้เดินในอวกาศได้ ต้องดัดแปลงแฟริ่งให้พอดีกับแอร์ล็อค
แคปซูลทั้งสองเปิดตัวด้วย จรวด Voskhodซึ่งเป็นวิวัฒนาการของR-7 Semiokra :
- Voskhod 1เป็นภารกิจแรกของแคปซูลนี้ เป็นแคปซูลแรกที่มีนักบินอวกาศสามคนอยู่บนเรือ ซึ่งเป็นสถิติ
- Voskhod 2เป็นภารกิจแรกที่ชายคนหนึ่งAlexei Leonovผจญภัยในอวกาศด้วยชุดอวกาศ ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อชุดของนักบินอวกาศเริ่มพองตัวในสุญญากาศของอวกาศเนื่องจากความแตกต่างของความดันระหว่างสุญญากาศของอวกาศและภายในของชุด จากนั้น Alexei Leonov ก็สามารถปล่อยก๊าซออกจากชุดของเขาและสามารถกลับไปที่ airlock ได้ Spacewalkใช้เวลาสิบสองนาที
Voskhods จะถูกแทนที่ในปี 1967 โดย Soyuz ซึ่งเป็นแคปซูลที่ทันสมัยกว่า
โซยุซ (Soyuz-MS)
Soyuz (Союз ซึ่งแปลว่าสหภาพในภาษารัสเซีย) เป็นแคปซูลของรัสเซียที่ใช้มาตั้งแต่ปี 1967 ปัจจุบันใช้เพื่อส่งนักบินอวกาศไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเท่านั้น
Soyuz-MS เป็นเวอร์ชันล่าสุด ซึ่งเป็นการดัดแปลงจาก Soyuz-TMA ที่ให้บริการตั้งแต่ปี 2016 ยานอวกาศมีสามโมดูลแทนที่จะเป็นสองโมดูล แคปซูลมีน้ำหนัก 7.25 ตัน สูง 10 เมตร กว้าง 2.65 เมตร เธอสามารถบรรทุกสมาชิกลูกเรือได้สูงสุดสามคนบนเรือ
แคปซูลเปิดตัวจากเครื่องยิง Soyuz 2.1aซึ่งเป็นรุ่นที่ทันสมัยที่สุดของ R-7 Semiokra แคปซูลมีระบบโพรบโคนสำหรับเทียบท่ากับยานอวกาศลำอื่น แตกต่างจาก แคปซูล Voskhodตรง Soyuz มีหอกู้ภัย แบบยก ออก ได้
หมวกอเมริกัน
แคปซูลปรอท
แคปซูล Mercuryเป็น แคปซูล ของอเมริกาที่สามารถอยู่อาศัยได้ตัวแรกที่แข่งขันกับ แคปซูล Vostokของ รัสเซีย เธอรับได้คนเดียวเท่านั้น มันถูกเปิดตัวด้วย Redstoneจากนั้นเป็น ขีปนาวุธนำวิถีAtlas
มีเพียงหกเที่ยวบินของแคปซูลนี้เท่านั้น แคปซูลมีขนาดกว้าง 1.89 เมตร สูง 3.34 เมตร มีน้ำหนักประมาณ 1.5 ตัน มีการใช้หอกู้ภัยบนแคปซูล Mercury ไม่เหมือนแคปซูลอื่น ๆ มีทั้งโมดูลคำสั่งและโมดูลบริการ มันจะถูกแทนที่ด้วยแคปซูล ราศีเมถุน
แคปซูลราศีเมถุน
แคปซูลราศีเมถุนเป็นผู้สืบทอดของMercury มันสามารถบรรทุกนักบินอวกาศสองคนขึ้นเครื่องได้ ที่นั่งถูกดีดออก เวลานี้แคปซูลถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนที่แตกต่างกัน: โมดูลคำสั่งและโมดูลบริการ โดยตัวมันเองแยกออกเป็นสองส่วน: ส่วนจรวดย้อนยุคและส่วนอุปกรณ์
แคปซูลเปิดตัวด้วยGLV Titan II ซึ่งเป็นการดัดแปลง ของขีปนาวุธนำวิถีLGM-25C Titan II แคปซูลสูง 5.8 เมตร กว้าง 3.85 เมตร หนัก 3.85 ตัน มีสิบสองเที่ยวบิน มากเป็นสองเท่าของ Mercury
อพอลโล
โมดูล อพอลโลเป็นแคปซูลของอเมริกาที่ใช้ในโครงการอพอลโลซึ่งประกอบด้วยการส่งคนไปดวงจันทร์ต่อหน้าชาวรัสเซีย
แคปซูลสามารถบรรทุกนักบินอวกาศได้สามคน มีหอกู้ภัย มีช่อง ประเภทโคนโพรบ สำหรับเชื่อมต่อกับLEM ซึ่งเป็น โมดูลลงจอด บนดวงจันทร์ ในระหว่างการปฏิบัติภารกิจ ลูกเรือ 2 ใน 3 คนขึ้นเครื่อง LEM ขณะที่คนสุดท้ายยังคงอยู่ในวงโคจรในแคปซูล โมดูล Apollo และ LEM เปิดตัวบนSaturn VสำหรับภารกิจหรือSaturn IBสำหรับการทดสอบในวงโคจร
เกิดอุบัติเหตุ 2 ครั้ง คือ
- อพอลโล 1 : สามสัปดาห์ก่อนเครื่องขึ้น นักบินอวกาศที่ได้รับการคัดเลือกกำลังออกกำลังกายในโมดูลอพอลโล เมื่อห้าชั่วโมงหลังจากการฝึก ระบบไฟฟ้าที่ผิดพลาดเกิดไฟไหม้และเกิดไฟลุกไหม้ นักบินอวกาศพยายามที่จะออกไปไม่สำเร็จ โดยปกติการเปิดฟักจะใช้เวลานานกว่าสองนาที ความช่วยเหลือไม่มาทันเวลาและนักบินอวกาศเสียชีวิต
- อพอลโล 13 : ระหว่างการเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์ โมดูลบริการระเบิดเนื่องจากปัญหาทางเทคนิค นักบินอวกาศไม่สามารถปฏิบัติภารกิจและหลบภัยในLEMได้ พวกเขาสามารถกลับสู่โลกได้หลังจากการซ้อมรบที่อันตราย
แคปซูลสูง 11 เมตร กว้าง 3.9 เมตร หนัก 30.37 ตัน มีภารกิจทั้งหมดสิบเจ็ดภารกิจ
ลูกเรือมังกร
The Crew Dragonเป็นแคปซูลที่ทันสมัย ซึ่งเป็นเครื่องแรกที่ใช้ระบบควบคุมแบบสัมผัส การบินทดสอบครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่และการกลับสู่โลกก็ประสบความสำเร็จ แคปซูลนี้กำลังพัฒนาโดยบริษัทเอกชนSpace Xโดยได้รับความร่วมมือจาก NASA
หน้าที่เดียวคือขนส่งนักบินอวกาศไปยัง สถานี อวกาศนานาชาติ มันถูกเปิดตัวบนFalcon 9ซึ่งเป็นจรวดที่ผลิตโดยSpace X เช่นกัน นับเป็นครั้งแรกในรอบ 9 ปีที่แคปซูลอวกาศของอเมริกาเข้าร่วมสถานีอวกาศนานาชาติ นับตั้งแต่กระสวยอวกาศของอเมริกา หยุดให้ บริการ แคปซูลสามารถบรรทุกนักบินอวกาศได้ 7 คน เช่นเดียวกับกระสวยอวกาศ
สูง 8.23 เมตร กว้าง 3.96 เมตร มีน้ำหนักประมาณ 13 ตัน สามารถนำแคปซูลกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบทางการเงิน มีความพิเศษตรงที่มีตัวกระตุ้นฉุกเฉินชื่อSuperDracoที่ด้านข้างของแคปซูล
อ้างอิง
- (en) Orion: America's Next Generation Spacecraft , NASA, 50 น. ( อ่านออนไลน์ )
- " Fuel Cell, Apollo " ที่National Air and Space Museum (เข้าถึง แล้ว)