Что такое первая космическая помощь

Космические скорости

Любой предмет, будучи подброшенным вверх, рано или поздно оказывается на земной поверхности, будь то камень, лист бумаги или простое перышко. В то же время, спутник, запущенный в космос полвека назад, космическая станция или Луна продолжают вращаться по своим орбитам, словно на них вовсе не действует сила притяжения нашей планеты. Почему так происходит?

На нашей Земле всемирное тяготение воздействует на любое материальное тело. Тогда логично будет предположить, что есть некая сила, нейтрализующая действие гравитации. Эту силу принято называть центробежной.

Центробежную силу легко ощутить привязав на один конец нитки небольшой груз и раскрутив его по окружности. При этом чем больше скорость вращения тем сильнее натяжение нити, а чем медленнее вращаем мы груз тем больше вероятность, что он упадет вниз.

Траектория полета космических кораблей

Таким образом мы вплотную приблизились к понятию «космическая скорость». Простыми словами — это скорость, позволяющая любому объекту преодолеть тяготение небесного тела и их системы. Космические скорости используются для характеристики типа движения космического аппарата в сфере действия небесных тел: Солнца, Земли и Луны, других планет и их естественных спутников, а также астероидов и комет.

Это также значит, что космическая скорость есть у каждого объекта, который движется по орбите. Размер и форма орбиты космического объекта зависят от величины и направления скорости, которую данный объект получил на момент выключения двигателей, и высоты, на которой произошло данное событие.

Космическая скорость (первая v1, вторая v2, третья v3 и четвёртая v4) — это минимальная скорость, при которой какое-либо тело в свободном движении сможет:

• v1 — стать спутником небесного тела (то есть способность вращаться по орбите вокруг небесного тела и не падать на его поверхность);
• v2 — преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и начать двигаться по параболической орбите;
• v3 — покинуть при запуске планету, преодолев притяжение Звезды;
• v4 — при запуске из планетной системы объект покинул Галактику.

Космические скорости могут быть рассчитаны для любого удаления от центра Земли. Однако в космонавтике часто используются величины, рассчитанные конкретно для поверхности шаровой однородной модели Земли радиусом 6371 км.

Первая космическая скорость

Первая космическая скорость или Круговая скорость V1 — скорость, которую необходимо придать объекту без двигателя, пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты, чтобы вывести его на круговую орбиту с радиусом, равным радиусу планеты.

Иными словами, первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите.

Формула

где G — гравитационная постоянная (6,67259·10−11 м³·кг−1·с−2), — первая космическая скорость. Подставляя численные значения (для Земли M = 5,97·1024 кг, R = 6 378 км), найдем

7,9 км/с

Первую космическую скорость можно определить через ускорение свободного падения —

Вторая космическая скорость

Вторая космическая скорость (параболическая скорость, скорость убегания) — наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала относительно массы небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела.

Предполагается, что после приобретения телом этой скорости оно не получает негравитационного ускорения (двигатель выключен, атмосфера отсутствует).

Вторая космическая скорость определяется радиусом и массой небесного тела, поэтому она своя для каждого небесного тела (для каждой планеты) и является его характеристикой:

• для Земли вторая космическая скорость равна 11,2 км/с. Тело, имеющее около Земли такую скорость, покидает окрестности Земли и становится спутником Солнца.
• для Солнца вторая космическая скорость составляет 617,7 км/с.
• для Луны скорость убегания равна 2,4 км/с , несмотря на то, что в действительности для удаления тела на бесконечность с поверхности Луны необходимо преодолеть притяжение Земли, Солнца и Галактики.

Параболической вторая космическая скорость называется потому, что тела, имеющие вторую космическую скорость, движутся по параболе.

Формула

Для получения формулы второй космической скорости удобно обратить задачу — спросить, какую скорость получит тело на поверхности планеты, если будет падать на неё из бесконечности. Очевидно, что это именно та скорость, которую надо придать телу на поверхности планеты, чтобы вывести его за пределы её гравитационного влияния .

Третья космическая скорость

Третья космическая скорость — минимально необходимая скорость тела без двигателя, позволяющая преодолеть притяжение Солнца и в результате уйти за пределы Солнечной системы.

Только на космических кораблях, которым доступны такие скорости, принципиально могут быть осуществлены пилотируемые межзвёздные перелёты к планетным системам других звёзд.

Взлетая с поверхности Земли и наилучшим образом используя орбитальное движение планеты космический аппарат может достичь третей космической скорости уже при 16,6 км/с относительно Земли, а при старте с Земли в самом неблагоприятном направлении его необходимо разогнать до 72,8 км/с.

Здесь для расчёта предполагается, что космический аппарат приобретает эту скорость сразу на поверхности Земли и после этого не получает негравитационного ускорения (двигатели выключены и сопротивление атмосферы отсутствует). Если к тому же учесть притяжение других планет, которое может как ускорить, так и притормозить аппарат, то диапазон возможных значений 3-й космической скорости станет еще больше.

При наиболее энергетически выгодном старте скорость объекта должна быть сонаправлена скорости орбитального движения Земли вокруг Солнца. Орбита такого аппарата в Солнечной системе представляет собой параболу.

Четвёртая и пятая космическая скорости

Четвёртая космическая скорость — минимально необходимая скорость тела без двигателя, позволяющая преодолеть притяжение галактики Млечный Путь. Она используется довольно редко.

Четвёртая космическая скорость не постоянна для всех точек Галактики, а зависит от расстояния до центральной массы.

Для нашей галактики таковой является объект Стрелец A*, сверхмассивная чёрная дыра.

По грубым предварительным расчётам в районе нашего Солнца четвёртая космическая скорость составляет около 550 км/с. Значение сильно зависит не только (и не столько) от расстояния до центра галактики, а от распределения масс вещества по Галактике, о которых пока нет точных данных, ввиду того что видимая материя составляет лишь малую часть общей гравитирующей массы, а все остальное — скрытая масса.

Ещё реже в некоторых источниках встречается понятие «пятая космическая скорость». Это скорость, позволяющая добраться до иной планеты звездной системы вне зависимости от разности плоскостей эклиптики планет. Например, для Солнечной системы и, конкретно, для Земли, чтобы орбита межпланетного перелета была перпендикулярной к земной орбите, нужна скорость запуска 43,6 километра в секунду.

Видео

Источник

Илон Маск снова «сделал» Дмитрия Рогозина

Экипаж космонавтов-любителей Inspiration 4 повторил полет Белки и Стрелки, его миссия обернется для Роскосмоса огромными убытками

Пока у нас выбирали госдумовцев, устроив политическое фокус-шоу «чистые выборы», американцы отправили в космос космический корабль Crew Dragon под названием Inspiration 4 («Вдохновение 4»), который вошел в историю, как первый полет космонавтов-любителей. С учетом того, что миссия была полностью автоматизированной, ее правильнее было назвать щекочущей нервы прогулкой по околоземной орбите миллиардера Джареда Айзекмана и еще трех людей, составивших ему компанию.

Прогулка вокруг Земли длилась всего три дня и благополучно закончилась приводнением. Понятно, что нам было не до развлечения олигарха-экстремала, тем не менее, интерес к «Inspiration 4» все-таки в российской прессе имел место. В частности, «Известия» посвятили космическому уик-энду Айзекмана коротенький репортаж.

Портал РБК привел слова директора программы пилотируемых космических полетов компании SpaceX Бенджи Рида, который сказал: «После успеха миссии интерес к приобретению частного космического полета значительно вырос». И вообще, теперь вполне реально совершать «пять или шесть» частных полетов в год.

В США назвали полет миллиардера исторической космической миссией SpaceX, вдохновляющей всех американских граждан. Тем более, что это не единственный старт SpaceX на этой неделе, отметили заокеанские газетчики. Компания Илона Маска отправила в космос очередную партию спутников Starlink для создания глобальной спутниковой широкополосной сети. Всего их должно быть 12 тысяч (пока только 1600), после чего, как обещает конкурент Рогозина, земляне получат высокоскоростной широкополосный доступ в интернет в любой точке поверхности Земли — от вершины Эвереста до малонаселенных сельских районов, которые, как правило, не обслуживаются интернет-провайдерами.

Но и это мелочи, по сравнению с тем, что заявили янки по итогам полета Inspiration 4. Типа, «вы думаете, это чистой воды экстремальный туризм? Да и нет! Полет показал, что теперь можно отправлять на Луну рабочих для строительства первого неземного поселения».

Пример Илона Маска оказался заразительным для заокеанских миллиардеров. Соучредитель Apple Стив Возняк под влиянием Inspiration 4 объявил о новом частном космическом предприятии в партнерстве с основателем Ripcord Алексом Филдингом, которое будет заниматься очисткой околоземного пространства от космического мусора. Можно не сомневаться, что скоро (или не очень скоро) Америка будет брать деньги за любой космический полет, в том числе кораблей других стран, за утилизацию обломков на орбитах.

Понятное дело, потребуется новый международный договор, к которому, скрипя зубами, присоединятся все страны. Иначе, неподписантов назовут «свиньями» и обложат санкциями. Стив Возняк уже сказал, что «этого требует безопасность космических путешествий людей и перемещение грузов на Луну и Марс».

Сегодня свалка космического мусора оценивается в полмиллиона обломков, весом около 8400 тонн, которые вращаются на орбите со скоростью 28 тысяч км/час. Кстати, встречи с таким мусором больше всего боялись члены Inspiration 4.

К слову, уже заявлено, что стройматериал для возведения баз на этих планетах возить кораблями не будут. Бетон и стекло, прочность которых примерно в три раза превышает земные аналоги, получат из местного сырья.

Можно по разному относиться к этим идеям, но полет Inspiration 4 все-таки открыл возможности для их реализации. Главная изюминка заключается в том, что для отправки людей в космос для нужд бизнеса не нужны дорогостоящие космонавты. Достаточно минимума подготовки к перегрузкам и неплохое (не идеальное) здоровье.

Но то, что за океаном выдается как феноменальный успех, у нас трактуется как ерунда. Ряд российских телеграм-каналов, опираясь на мнение экспертов, сделал язвительные комментарии. Дескать, команда Айзекмана не прошла спецподготовку и, по сути, повторила полет собачек Белки и Стрелки, которые на борту «Спутник-5» 19 августа 1960 года слетали в космос, полаяли там от души и успешно вернулись домой. Типа, что это за фигня, если не было стыковок, выхода в космос и прочих сложных операций, которые и составляют основу работы космонавта.

Есть мнение, что Илон Маск хотел опередить проект Роскосмоса и Первого канала «Вызов». Возможно, отчасти это так и есть, но, судя по тому, как возбудились бизнесмены-миллиардеры Возняк и Филдинг, увидев для себя новые возможности, думается, что такая точка зрения ошибочна, или, по крайне мере, преувеличено значение космического противостояния США и России.

Да, пропагандистская составляющая имела место, но янки — нужно отдать должное — с умом и даже с благородством подошли к пиар-кампании Inspiration 4. Как пишет одна из крупнейших англоязычных газет Daily Mail: «Полностью любительская команда была создана, в первую очередь, для повышения осведомленности и поддержки детского онкологического центра (St Jude — «Святого Иуды»), который успешно лечил Арсен (одного из членов команды Айзекмана) от рака костей, когда она была ребенком.

«Миссия Inspiration 4 на этом не заканчивается — помогите нам достичь нашей цели по сбору средств в размере 200 миллионов долларов для @StJude», — было написано на странице космонавтов-любителей в Twitter. Маск коротко ответил, написав: «Рассчитывайте на меня в размере 50 миллионов долларов».

Эта история получила очень большую огласку, даже большую, чем сам полностью автоматизированный полет Айзекмана и его команды в космос.

Исходя из всего этого, напрашивается непростой вопрос: «Что не так с нашим Роскосмосом?» То, что американцы-непрофессионалы удачно слетали на орбиту и живые-здоровые вернулись назад, показывает, что очень скоро в целях научных экспериментов в космос смогут летать многочисленные ученые, не тратя слишком много времени на подготовку. Хорошие перспективы видны и у проекта Возняка-Филдинга по этой же причине.

Нравится нам, или не нравится, но Маск доказал, что космос не только для космонавтов. Следовательно, дорогостоящий совместный проект Роскосмоса и Первого канала «Вызов» потерял репутационную ценность. Пока мы деньги тратим на сомнительный имидж, американцы вкладываются в перспективные технологии, в том числе в сеть глобального широкополосного интернета, в уборку космоса от мусора и в строительство баз на Луне и Марсе.

Похоже, Роскосмос окончательно увяз в XX веке, тогда как его американские конкуренты смотрят в XXII век.

Источник