Çocuklar için uzay gemisi nasıl çalışır? Uzay aracı mürettebatına yönelik acil kurtarma sistemi nasıl çalışıyor? Malzeme Araştırma Programı

Uzay gemisi. Elbette çoğunuz bu cümleyi duymuşsunuzdur, devasa, karmaşık ve yoğun nüfuslu bir şeyin, uzayda koca bir şehrin hayalini kurmuşsunuzdur. Bir zamanlar uzay gemilerini böyle hayal etmiştim ve çok sayıda bilim kurgu filmi ve kitabı buna aktif olarak katkıda bulunuyor.

Uzay teknolojisi tasarımcılarının aksine, film yapımcılarının yalnızca hayal güçleriyle sınırlı olması muhtemelen iyidir. En azından filmlerde devasa hacimlerin, yüzlerce kompartımanın ve binlerce mürettebatın tadını çıkarabiliyoruz...

Gerçek bir uzay gemisinin boyutu hiç de etkileyici değil:

Fotoğraf, Amerikalı astronotlar tarafından Apollo uzay aracından çekilen Sovyet uzay aracı Soyuz-19'u gösteriyor. Geminin oldukça küçük olduğu görülmekte olup, yaşanabilir hacmin geminin tamamını kaplamadığı dikkate alındığında, buranın oldukça sıkışık olması gerektiği açıktır.

Bu şaşırtıcı değil: Büyük boyutlar büyük kütle anlamına gelir ve kütle, uzay biliminin bir numaralı düşmanıdır. Bu nedenle, uzay gemisi tasarımcıları, genellikle mürettebatın konforuna zarar verecek şekilde onları mümkün olduğunca hafif yapmaya çalışırlar. Soyuz gemisinin ne kadar sıkışık olduğuna dikkat edin:

Amerikan gemileri bu bakımdan Rus gemilerinden pek farklı değil. Örneğin Ed White ve Jim McDivitt'in Gemini uzay aracındaki fotoğrafı.

Yalnızca Uzay Mekiği mürettebatı herhangi bir hareket özgürlüğüne sahip olabilir. Ellerinde nispeten geniş iki bölme vardı.

Uçuş güvertesi (aslında kontrol kabini):

Orta güverte (bu, uyku alanları, tuvalet, depo odası ve hava kilidi bulunan bir yaşam bölmesidir):

Boyut ve düzen açısından benzer olan Sovyet gemisi Buran, ne yazık ki, şimdiye kadar tasarlanan tüm gemiler arasında hala rekor bir yaşanabilir hacme sahip olan TKS gibi hiçbir zaman insanlı modda uçmadı.

Ancak yaşanabilir hacim, bir uzay aracı için tek gereksinim olmaktan çok uzaktır. Şuna benzer ifadeler duymuştum: “Bir adamı alüminyum bir kutuya koyup Toprak Ana’nın etrafında dönmesi için gönderdiler.” Bu tabir elbette yanlıştır. Peki bir uzay gemisinin basit bir metal varilden farkı nedir?

Ve uzay aracının şunları yapması gerektiği gerçeği:
- Mürettebata solunabilir bir gaz karışımı sağlayın,
- Mürettebatın soluduğu karbondioksit ve su buharını yaşanabilir hacimden uzaklaştırmak,
- Mürettebat tarafından kabul edilebilir olduğundan emin olun sıcaklık rejimi,
- Mürettebatın ömrüne yetecek kadar mühürlü bir hacme sahip olmalı,
- Uzayda yönelimi kontrol etme yeteneği ve (isteğe bağlı olarak) yörünge manevraları yapabilme yeteneğinin sağlanması,
- Mürettebatın yaşamı için gerekli yiyecek ve su kaynaklarına sahip olmak,
- Mürettebatın ve yükün güvenli bir şekilde yere geri dönme ihtimalinin sağlanması,
- Mümkün olduğu kadar hafif olun
- Aşağıdaki durumlarda mürettebatı yere geri göndermenize olanak tanıyan bir acil durum kurtarma sistemine sahip olun: Acil durum Uçuşun herhangi bir aşamasında,
- Çok güvenilir ol. Herhangi bir ekipman arızası uçuşun iptaline yol açmamalı, ikinci bir arıza mürettebatın hayatını tehdit etmemelidir.

Gördüğünüz gibi, bu artık basit bir varil değil, çeşitli farklı ekipmanlarla doldurulmuş, motorlara ve onlar için yakıt kaynağına sahip karmaşık bir teknolojik cihazdır.

İşte bir Sovyet düzeninin bir örneği uzay gemisi birinci nesil Doğu.

Kapalı bir küresel kapsül ve konik bir alet-montaj bölmesinden oluşur. Hemen hemen tüm gemiler, aletlerin çoğunun ayrı, basınçsız bir bölmeye yerleştirildiği bu düzenlemeye sahiptir. Ağırlıktan tasarruf etmek için bu gereklidir: tüm cihazlar kapalı bir bölmeye yerleştirilseydi, bu bölme oldukça büyük olurdu ve içeride tutulması gerektiğinden Atmosfer basıncı Yere inerken atmosferin yoğun katmanlarına giriş sırasında önemli mekanik ve termal yüklere dayanabilmesi için duvarlarının kalın ve sağlam olması gerekir, bu da tüm yapıyı çok ağır hale getirir. Ve yeryüzüne döndüğünde iniş aracından ayrılıp atmosferde yanacak olan sızdıran bölmenin güçlü, ağır duvarlara ihtiyacı yok. Dönüş sırasında gereksiz aletler olmadan iniş aracının daha küçük ve buna bağlı olarak daha hafif olduğu ortaya çıkıyor. Ayrıca kütlesini azaltmak için küresel bir şekil verilmiştir. geometrik cisimler Eşit hacimli küre en küçük yüzey alanına sahiptir.

Tüm ekipmanın kapalı bir kapsül içine yerleştirildiği tek uzay aracı American Mercury'di. İşte hangarda çekilmiş bir fotoğrafı:

Bir kişi bu kapsüle sığabilir, o zaman bile zorlukla. Böyle bir düzenlemenin verimsizliğini fark eden Amerikalılar, bir sonraki Gemini gemi serisini çıkarılabilir, sızdıran bir alet ve bileşen bölmesiyle yaptılar. Fotoğrafta geminin beyaz arka kısmı görülüyor:

Bu arada, Beyaz renk Bu bölmenin boyanmasının bir nedeni var. Gerçek şu ki, bölmenin duvarlarına suyun dolaştığı birçok tüp girmektedir. Bu, Güneş'ten alınan fazla ısının uzaklaştırılmasına yönelik bir sistemdir. Su, yaşanabilir bölmenin içinden ısıyı alır ve ısının uzaya yayıldığı alet bölmesinin yüzeyine aktarır. Bu radyatörlerin doğrudan güneş ışığında daha az ısınmasını sağlamak için beyaza boyandılar.

Vostok gemilerinde radyatörler konik alet bölmesinin yüzeyine yerleştirilmiş ve panjurlara benzer panjurlarla kapatılmıştır. Farklı sayıda damper açılarak radyatörlerin ısı transferini ve dolayısıyla gemi içindeki sıcaklık rejimini düzenlemek mümkün oldu.

Soyuz gemilerinde ve Progress kargo benzerlerinde ısı giderme sistemi Gemini'ye benzer. Alet bölmesinin yüzeyinin rengine dikkat edin. Tabii ki beyaz :)

Alet bölmesinin içinde ana motorlar, düşük itişli manevra motorları, tüm bunlar için yakıt rezervleri, piller, oksijen ve su kaynakları ve araç içi elektronik aksamın bir kısmı bulunur. Radyo iletişim antenleri, yakınlık antenleri, çeşitli yönlendirme sensörleri ve güneş panelleri genellikle dışarıya kurulur.

Aynı zamanda uzay aracının kabini olarak da görev yapan iniş modülünde, yalnızca aracın atmosfere alçalması ve yumuşak iniş sırasında ihtiyaç duyulan unsurların yanı sıra mürettebatın doğrudan erişebilmesi gerekenler de bulunmaktadır: bir kontrol paneli, bir radyo istasyonu, acil durum oksijen kaynağı, paraşütler, karbondioksiti gidermek için lityum hidroksit içeren kasetler, yumuşak iniş motorları, destekler (astronotlar için sandalyeler), tasarım dışı bir noktaya iniş durumunda acil kurtarma kitleri, ve tabii ki astronotların kendileri.

Soyuz gemilerinin başka bir bölmesi daha var - ev tipi bir bölme:

Uzun bir uçuş sırasında ihtiyaç duyulan, ancak geminin yörüngeye yerleştirilmesi aşamasında ve iniş sırasında vazgeçilebilecek şeyleri içerir: bilimsel aletler, yiyecek malzemeleri, kanalizasyon ve sıhhi teçhizat (tuvalet), araç dışı faaliyetler için uzay kıyafetleri, uyku tulumları ve diğer ev eşyaları.

Soyuz TM-5 uzay aracında, yakıttan tasarruf etmek için ev bölmesinin yörüngeden çıkmak için bir frenleme darbesi verdikten sonra değil, daha önce vurulduğu bilinen bir durum vardır. Sadece frenleme etkisi yoktu: durum kontrol sistemi arızalandı ve ardından motoru çalıştırmak imkansızdı. Sonuç olarak, astronotlar bir gün daha yörüngede kalmak zorunda kaldı ve tuvalet, tahrip edilen kullanım bölmesinde kaldı. Astronotların bu günlerde nihayet güvenli bir şekilde inmeyi başarıncaya kadar ne gibi rahatsızlıklar yaşadıklarını anlatmak zor. Bu olaydan sonra bu yakıt ekonomisinden vazgeçip, frenleme sonrası ev bölümünü gösterge bölümüyle birlikte çekmeye karar verdik.

"Bankada" bu kadar karmaşıklık vardı. Aşağıdaki makalelerde SSCB, ABD ve Çin'in her tür uzay aracını ayrı ayrı inceleyeceğiz. Bizi izlemeye devam edin.

Yu. A. Gagarin'in Vostok-1 gemisinin gösterge paneli. Silahlı Kuvvetler Merkez Müzesi, Moskova

Uzay aracının toplam kütlesi 4,73 tona, uzunluğu (antensiz) 4,4 m ve maksimum çapı 2,43 m'ye ulaştı.

Gemi, aynı zamanda yörünge bölmesi olarak da hizmet veren küresel bir iniş modülünden (2,46 ton ağırlığında ve 2,3 m çapında) ve konik bir alet bölmesinden (2,27 ton ağırlığında ve maksimum 2,43 m çapında) oluşuyordu. Termal koruma ağırlığı 1,3 tondan 1,5 tona kadardır. Bölmeler metal bantlar ve piroteknik kilitler kullanılarak mekanik olarak birbirine bağlandı. Gemi sistemlerle donatılmıştı: otomatik ve manuel kontrol, Güneş'e otomatik yönlendirme, Dünya'ya manuel yönlendirme, yaşam desteği (10 gün boyunca parametrelerinde Dünya atmosferine yakın bir iç atmosferi korumak için tasarlandı), komuta ve mantık kontrolü , güç kaynağı, termal kontrol ve iniş. Uzaydaki insan çalışmasıyla ilgili görevleri desteklemek için gemi, astronotun durumunu, yapıyı ve sistemleri karakterize eden parametreleri izlemek ve kaydetmek için otonom ve radyotelemetrik ekipmanlarla, iki yönlü radyotelefon iletişimi için ultra kısa dalga ve kısa dalga ekipmanıyla donatıldı. astronot ve yer istasyonları arasında bir komuta radyo hattı, bir yazılım-zaman cihazı, astronotun Dünya'dan izlenmesi için iki verici kameralı bir televizyon sistemi, geminin yörünge parametrelerini ve yön bulmasını izlemek için bir radyo sistemi, bir TDU-1 fren tahrik sistemi ve diğer sistemler.

Uzay aracının ağırlığı, fırlatma aracının son aşamasıyla birlikte 6,17 ton, toplam uzunluğu ise 7,35 m idi.

İniş aracını geliştirirken tasarımcılar, üzerinde en çok çalışılan ve farklı hızlarda tüm saldırı açıları için kararlı aerodinamik özelliklere sahip olan eksenel simetrik küresel şekli seçtiler. Bu çözüm, cihaz için kabul edilebilir bir termal koruma kütlesi sağlamayı ve yörüngeden iniş için en basit balistik şemayı uygulamayı mümkün kıldı. Aynı zamanda balistik iniş planının seçimi, gemide çalışan kişinin yaşamak zorunda olduğu yüksek aşırı yükleri de belirledi.

İniş aracının, biri astronotun başının hemen üzerinde giriş kapağında, diğeri ise ayaklarının dibinde özel bir yönlendirme sistemi ile donatılmış iki penceresi vardı. Uzay giysisi giymiş astronot özel bir fırlatma koltuğuna yerleştirildi. İnişin son aşamasında ise 7 km yükseklikte iniş aracını atmosferde frenledikten sonra astronot kabinden atlayarak paraşütle indi. Ayrıca astronotun iniş aracına inmesi için de düzenleme yapıldı. İniş aracının kendi paraşütü vardı, ancak yumuşak iniş gerçekleştirecek araçlarla donatılmamıştı, bu da ortak iniş sırasında içinde kalan kişiyi ciddi yaralanma tehlikesiyle karşı karşıya bıraktı.

Vostok gemilerinin donanımı mümkün olduğunca basitleştirildi. Geri dönüş manevrası genellikle Dünya'dan radyo tarafından iletilen otomatik bir komutla gerçekleştirildi. Gemiyi yatay olarak yönlendirmek için kızılötesi sensörler kullanıldı. Yörünge ekseni boyunca hizalama, yıldız ve güneş yönelim sensörleri kullanılarak gerçekleştirildi.

Otomatik sistemlerin arızalanması durumunda astronot, Manuel kontrol. Bu, kabin zeminine monte edilen orijinal optik yönlendirme cihazı “Vzor”un kullanılmasıyla mümkün oldu. Lombarın üzerine halka şeklinde bir ayna bölgesi yerleştirildi ve özel bir mat ekrana dünya yüzeyinin yer değiştirme yönünü gösteren oklar yerleştirildi. Uzay aracı ufka göre doğru bir şekilde yönlendirildiğinde, sekiz ayna bölgesinin tümü güneş tarafından aydınlatılıyordu. Ekranın orta kısmından dünya yüzeyinin gözlemlenmesi (“Dünya koşusu”) uçuş yönünü belirlemeyi mümkün kıldı.

Başka bir cihaz, astronotun dönüş manevrasına ne zaman başlayacağına karar vermesine yardımcı oldu - geminin Dünya üzerindeki mevcut konumunu gösteren, saat mekanizmalı küçük bir küre. Pozisyonun başlangıç ​​noktasını bilerek yaklaşan inişin yerini göreceli doğrulukla belirlemek mümkündü.

Bu manuel sistem yalnızca yörüngenin aydınlatılan kısmında kullanılabiliyordu. Geceleri Dünya “Bakış”la görülemiyordu. Otomatik sistem oryantasyon her an çalışabilmeliydi.

Vostok uzay aracı, Ay'a insanlı uçuşlar için uygun olmadığı gibi, özel eğitim almamış kişilerin uçuş yapmasına da olanak vermiyordu. Bu büyük ölçüde geminin sevgiyle adlandırılan iniş modülünün tasarımından kaynaklanıyordu. Top. İniş aracının küresel şekli, durum kontrol motorlarının kullanımını sağlamıyordu. Cihaz, ana ağırlığı tek bir parçada yoğunlaşmış bir top gibiydi, bu nedenle balistik bir yörünge boyunca hareket ederken ağır kısım aşağı gelecek şekilde otomatik olarak döndü. Balistik iniş, Dünya yörüngesinden dönerken sekiz kat, Ay'dan dönerken ise yirmi kat aşırı yük anlamına geliyordu. Benzer bir balistik cihaz da Merkür kapsülüydü; Gemini, Apollo ve Soyuz gemileri şekilleri ve kaydırılmış ağırlık merkezleri nedeniyle yaşanan aşırı yüklerin azaltılmasını mümkün kıldı (alçak Dünya yörüngesinden dönüşte 3 G ve Ay'dan dönüşte 8 G) ve yeterli manevra kabiliyetine sahipti. iniş noktasını değiştirmek için.

Sovyet gemileri Vostok ve Voskhod, Amerikan Mercury gibi yörüngesel manevralar yapamıyordu, yalnızca ana eksenler etrafında dönüşlere izin veriyordu. Tahrik sisteminin yeniden başlatılmasına yönelik herhangi bir hüküm yoktu; yalnızca geri dönüş frenleme manevrası gerçekleştirmek amacıyla kullanıldı. Ancak Sergei Pavlovich Korolev, Soyuz'un geliştirilmesine başlamadan önce manevra kabiliyeti yüksek bir Vostok yaratma olasılığını değerlendirdi. Bu proje, geminin gelecekte Ay'ın etrafında uçma görevinde kullanılmasını mümkün kılacak özel güçlendirici modüllerle yanaşmasını içeriyordu. Daha sonra Vostok uzay aracının manevra kabiliyeti yüksek bir versiyonu fikri Zenit keşif uydularında ve özel Foton uydularında uygulandı.

Vostok 1 uzay aracının yapısı

Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978.

1. Radyo komut satırı sisteminin anteni. 2. İletişim anteni. 3. Elektrik konektörü mahfazası 4. Erişim kapağı. 5. Yiyecek içeren kap. 6. Sıkma bantları. 7. Şerit antenler. 8. Fren motoru. 9. İletişim antenleri. 10. Servis kapakları. 11 Ana sistemlerin bulunduğu alet bölmesi. 12. Ateşleme kabloları. 13. Yaşam destek sistemi için pnömatik sistem silindirleri (16 adet). 14. Fırlatma koltuğu. 15. Radyo anteni. 16. Optik referanslı porthole. 17. Teknolojik kapak. 18. Televizyon kamerası. 19. Ablatif malzemeden yapılmış termal koruma. 20. Elektronik ekipman ünitesi.

GEMİ HAKKINDA KISA BİLGİ

Kullanılmış literatür listesi

1. Glushko V.P. "SSCB'de roketçilik ve kozmonotiğin gelişimi", Moskova, 1987

2. Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978.

3. Bobkov V.N. Havacılık ve uzay bilimi tarihinden. Sayı 72. Vostok ve Voskhod tipi uzay gemileri. Bunlara dayalı deneysel çalışmalar.

4. İnsanlı uzay aracı "Vostok" ve "Voskhod" / Kitapta. "Roket ve Uzay Şirketi "Energia", adını S.P. Korolev'den almıştır. B.M. [Korolev], 1996, s. 20 -118.

giriiş

Bir fizik dersinden, bir cismin Dünya'nın yapay uydusu olabilmesi için ona 8 km/s'lik bir hız verilmesi gerektiğini öğrendim (hızdan kaçıyorum). Eğer böyle bir hız, Dünya yüzeyinde yatay yönde bir cisme verilirse, o zaman atmosferin yokluğunda, Dünya'nın bir uydusu haline gelecek ve onun etrafında dairesel bir yörüngede dönecektir.

Yalnızca yeterince güçlü uzay roketleri bu hızı uydulara aktarabilir. Şu anda Dünya'nın yörüngesinde binlerce yapay uydu var!

Ve diğer gezegenlere ulaşabilmesi için, uzay aracına yaklaşık 11,6 km/s olan kaçış hızı II'nin verilmesi gerekiyor! Mesela Amerikalıların yakın zamanda yapmayı planladığı Mars'a ulaşmak için sekiz buçuk aydan fazla bir süre boyunca o kadar büyük bir hızla uçmanız gerekiyor ki! Ve bu, Dünya'ya dönüş yolunu saymıyor.

Bir uzay gemisinin bu kadar muazzam, hayal edilemeyecek hızlara ulaşabilmesi için nasıl bir yapıya sahip olması gerekir? Bu konu beni çok ilgilendiriyordu ve uzay aracı tasarımının tüm inceliklerini öğrenmeye karar verdim. Görünen o ki, pratik tasarım problemleri yeni uçak biçimlerinin ortaya çıkmasına neden oluyor ve yeni malzemelerin geliştirilmesini gerektiriyor; bu da yeni problemler yaratıyor ve hem temel hem de uygulamalı araştırmalarda eski problemlerin birçok ilginç yönünü ortaya çıkarıyor.

Malzemeler

Teknolojinin gelişmesinin temeli malzemelerin özellikleri hakkındaki bilgidir. Tüm uzay araçları, çeşitli koşullar altında çeşitli malzemeler kullanır.

Son birkaç yılda incelenen materyallerin sayısı ve ilgimizi çeken özellikler hızla arttı. Uzay aracı oluşturmak için kullanılan teknik malzemelerin sayısındaki hızlı artışın yanı sıra uzay aracı tasarımlarının ve malzeme özelliklerinin artan birbirine bağımlılığı Tablo'da gösterilmektedir. 1. 1953 yılında alüminyum, magnezyum, titanyum, çelik ve özel alaşımlar öncelikle uçak malzemeleri olarak ilgi görüyordu. Beş yıl sonra, 1958'de roket biliminde yaygın olarak kullanıldılar. 1963 yılında bu malzeme gruplarının her biri zaten yüzlerce eleman veya bileşen kombinasyonunu içeriyordu ve ilgilenilen malzemelerin sayısı birkaç bin arttı. Yeni ve geliştirilmiş malzemelere artık neredeyse her yerde ihtiyaç duyulmaktadır ve bunun gelecekte de değişmesi pek olası değildir.

tablo 1

Uzay aracı yapılarında kullanılan malzemeler

Malzeme bilimi ve teknolojisinde yeni bilgiye duyulan ihtiyaç üniversitelerimizde, özel şirketlerimizde, bağımsız araştırma kuruluşlarımızda ve çeşitli devlet kurumlarında da dile getirilmektedir. Tablo 2, NASA'nın yeni malzemelere yönelik araştırmasının doğası ve kapsamı hakkında bazı fikirler vermektedir. Bu çalışmalar hem temel hem de uygulamalı araştırmaları içermektedir. En büyük çabalar bu bölgede yoğunlaşıyor basit Araştırma katı hal fiziği ve kimyasında. Burada ilgi çekici olan, maddenin atomik yapısı, atomlar arası kuvvet etkileşimleri, atomların hareketi ve özellikle atomların boyutuyla orantılı kusurların etkisidir.

Tablo 2

Malzeme Araştırma Programı

Bir sonraki kategori, titanyum, alüminyum ve berilyum gibi yüksek özgül mukavemete sahip yapısal malzemeleri, ısıya dayanıklı ve refrakter alaşımları, seramikleri ve polimerleri içerir. Özel bir grup, süpersonik nakliye uçaklarına yönelik malzemeleri içermelidir.

NASA programında elektronikte kullanılan malzemeler kategorisine ilgi giderek artıyor. Süper iletkenler ve lazerlerle ilgili araştırmalar sürüyor. Yarı iletken grupta hem organik hem de inorganik malzemeler incelenmektedir. Termiyonik alanında da araştırmalar yürütülmektedir.

Son olarak malzeme araştırma programı, malzemelerin pratik kullanımının çok genel bir değerlendirmesiyle sona ermektedir.

Malzeme araştırmalarının gelecekteki potansiyel uygulamalarını göstermek için, atomların uzaysal düzenlemesinin metallerin sürtünme özellikleri üzerindeki etkisi ile ilgili araştırmalara odaklanacağım.

Temas eden metal yüzeyler arasındaki sürtünmeyi azaltmak mümkün olsaydı, bu, hareketli parçalara sahip neredeyse tüm mekanizma türlerinin iyileştirilmesini mümkün kılacaktı. Çoğu durumda, temas eden yüzeyler arasındaki sürtünme yüksektir ve bunu azaltmak için yağlayıcı kullanılır. Ancak yağlanmayan yüzeyler arasındaki sürtünme mekanizmasının anlaşılması da büyük ilgi görmektedir.

Şekil 1 Lewis Araştırma Merkezi'nde yürütülen araştırmanın bazı sonuçlarını göstermektedir. Deneyler, atmosferik gazların yüzeyleri kirletmesi ve sürtünme özelliklerini önemli ölçüde değiştirmesi nedeniyle derin vakum koşulları altında gerçekleştirildi. İlk önemli sonuç, saf metallerin sürtünme özelliklerinin büyük ölçüde doğal atom yapılarına bağlı olduğudur (Şekil 1'in sol tarafına bakınız). Metaller katılaştığında bazılarının atomları altıgen bir uzaysal kafes oluştururken diğerlerinin atomları kübik bir kafes oluşturur. Altıgen kafesli metallerin kübik kafesli metallere göre çok daha az sürtünmeye sahip olduğu gösterilmiştir.

Şekil 1. Atomik yapının kuru sürtünmeye etkisi (yağlama olmadan).

İncir. 2. Isıya dayanıklı malzemeler için gereksinimler.

Daha sonra atomları altıgen prizmaların köşelerinde, tabanları arasında farklı mesafelerle bulunan bir dizi metal incelendi. Araştırmalar prizma yüksekliği arttıkça sürtünmenin azaldığını göstermiştir (bkz. Şekil 1'in orta kısmı). Prizmaların tabanları arasındaki mesafenin yan yüzler arasındaki mesafeye oranı maksimum olan metaller en az sürtünmeye sahiptir. Bu deneysel sonuç, metal deformasyon teorisinin sonuçlarıyla tutarlıdır.

Bir sonraki aşamada çalışmanın nesnesi olarak altıgen yapıya ve zayıf sürtünme özelliklerine sahip olduğu bilinen titanyum seçildi. Titanyumun sürtünme özelliklerini geliştirmek için, varlığının atomik kafeslerin boyutunu arttırması beklenen alaşımlarını diğer metallerle incelemeye başladılar. Beklendiği gibi, prizmaların tabanları arasındaki mesafe arttıkça sürtünme keskin bir şekilde azaldı (bkz. Şekil 1'in sağ tarafı). Titanyum alaşımlarının özelliklerini daha da geliştirmek için şu anda ek deneyler yürütülmektedir. Örneğin, bir alaşımı “sipariş edebiliriz”; Farklı elementlerin atomlarını daha uygun bir şekilde düzenlemek için ısıl işlem kullanmak ve bunun sürtünmeyi nasıl etkilediğini incelemek. Bu alandaki yeni gelişmeler, dönen parçalara sahip makinelerin güvenilirliğini artıracak ve gelecekte büyük fırsatların kapısını açacaktır.

Son zamanlarda ısıya dayanıklı malzemeler geliştirmede büyük ilerleme kaydetmişiz gibi görünse de, önümüzdeki 35 yılda uzay araştırmalarındaki ilerleme, yüksek sıcaklıklarda saatlerce çalışabilen yeni malzemelerin geliştirilmesiyle yakından bağlantılı olacak. bazı vakalar vakalar ve yıllar.

Şekil 2 bunun ne kadar önemli olduğunu göstermektedir. Buradaki koordinat ekseni saat cinsinden çalışma süresini, apsis ekseni ise santigrat derece cinsinden çalışma sıcaklığını gösterir. 1100 ila 3300°C arasındaki gölgeli bölgede kullanılabilecek tek metalik malzeme refrakter metallerdir. Y ekseninde yatay bir çizgi, bir yıla eşit olan çalışma süresini gösterir. Bir nükleer roket motorunun çalışma parametreleri aralığı, 2100 ila 3200 ° C arasındaki sıcaklıklar ve 15 dakika ila 6 saat arasındaki çalışma süresi ile sınırlıdır. (Bu rakamlar oldukça yaklaşık değerlerdir ve yalnızca çalışma parametreleri aralığının sınırlarının yaklaşık olarak belirlenmesi için verilmiştir.)

" etiketli alan hipersonik uçak"kılıf malzemelerinin çalışma koşullarını karakterize eder. Burada çok daha uzun bir çalışma süresi gereklidir. Yeniden kullanılabilen uzay araçları için yalnızca 60 ila 80 saatlik çalışma süreleri denir, ancak aslında binlerce saat mertebesinde çalışma süreleri gerekebilir. 1320 ila 1650 ° C ve üzeri sıcaklık aralığında.

Şekil 2'den, uzay araştırma programının ortaya çıkardığı sorunların çözümünde refrakter metallerin önemi değerlendirilebilir. Bu malzemelerin bir kısmı hâlihazırda kullanılıyor ve bunların zamanla geliştirilip daha da önemli hale geleceğinden eminim.

Bazen bunu duyabilirsin modern teknoloji Malzemeler aslında bir bilim değil, oldukça gelişmiş bir sanattır. Bu kısmen doğru olabilir ama eminim ki malzeme bilimi ve malzeme teknolojisi halihazırda oldukça başarılı olmuştur. yüksek seviye gelişme ve oynayacak büyük rolülkemizin hayatında.

Uzay aracı tasarımları

Şimdi uzay aracı tasarımı konularına dönelim. Şekil 3, modern fırlatma araçları ve uzay aracı tasarlanırken ortaya çıkan ana tasarım sorunlarını göstermektedir. Bunlar şunları içerir: uçuşun yapısına, dinamiğine ve mekaniğine etki eden yükler; yüksek termal yüklere dayanabilecek yapıların geliştirilmesi; uzay koşullarının etkilerinden korunmanın yanı sıra gelecekteki uygulamalar için yeni tasarımların ve malzeme kombinasyonlarının geliştirilmesi.

Şek. 3. Uzay aracı tasarımları.

Uzay aracı tasarımlarının geliştirilmesi henüz erken bir aşamadadır ve uçak ve balistik füze tasarımındaki deneyime dayanmaktadır. Şekil 4'ten büyük modern fırlatma araçlarının birçok yönden balistik füzelerle ilişkili olduğu anlaşılmaktadır. İLE ayırt edici özellikleri Konfigürasyonları, atmosferik sürtünmeyi azaltan geniş bir en-boy oranı ve yakıt tarafından kaplanan büyük bir hacim içerir. Yakıtın ağırlığı, fırlatma aracının fırlatma ağırlığının %85 ila 90'ı arasında olabilir. Yapının özgül ağırlığı çok düşüktür, dolayısıyla esasen ince duvarlı esnek bir kabuktur. Günümüzün yörüngeye fırlatılan bir faydalı yükün veya Ay'a ve gezegenlere uçuş yolunun birim ağırlığı başına yüksek maliyeti göz önüne alındığında, ana yapının ağırlığının kabul edilebilir bir minimuma indirilmesi özellikle faydalıdır. Düşük sıcaklık değerlerine sahip olan sıvı hidrojen ve oksijen kullanıldığında tasarım sorunları daha da şiddetli bir şekilde ortaya çıkar. spesifik yer çekimi Bu da yakıtı karşılamak için büyük hacimlere ihtiyaç duyulmasına neden olur.

Şekil 4. Büyük fırlatma araçları.

Gelecekteki fırlatma araçlarının tasarımcısı birçok yeni ve karmaşık sorunla karşılaşacak. Fırlatma araçlarının daha büyük, daha karmaşık ve daha pahalı olması muhtemeldir. Tekrarlanan kullanım için yüksek maliyetlerİade teslimatı veya onarım, önemli tasarım ve malzeme teknolojisi sorunlarının çözülmesini gerektirecektir.

Gelecekteki farklı uzay aracı türlerine yönelik olağandışı talepler, yeni tür tasarım ve üretim süreçleri arayışını şimdiden yoğunlaştırdı.

Uzayda bizi bekleyen meteorlar, sert ve termal radyasyon gibi tehlikelerden korunma gereklilikleri, uzay aracı tasarımları oluşturmak için yürütülen araştırmaları büyük ölçüde yoğunlaştırmaktadır. Örneğin, sıvı hidrojenin ve diğer kriyojenik sıvıların uzayda uzun süreli depolanması sırasında, yakıt bileşenlerinin drenaj sisteminden sızması ve yakıt tanklarındaki göktaşı delikleri pratik olarak ortadan kaldırılmalıdır. Olağanüstü düşük ısı iletkenliğine sahip yalıtım malzemelerinin geliştirilmesinde önemli ilerleme kaydedilmiştir. Artık fırlatma rampasında geçirilen süre ve Dünya çevresinde birkaç tur sırasında yakıt depolamasını sağlamak mümkün. Bununla birlikte, uzay koşullarında bir yıla kadar uzun süreli depolama sırasında, tankların ve boru hatlarının yapısal elemanlarından ısı akışıyla ilgili çok karmaşık bir sorun ortaya çıkar.

Büyük uzay aracının veya parçalarının yörüngeye yerleştirilmesi sırasında katlanması ve daha sonra uzayda birleştirilmesi sorunu gibi diğer uzay uçuşu sorunları da yeni tasarım çözümleri gerektirecektir. Aynı zamanda uzay uçuşu sırasında uzay aracı ne yerçekimi ne de aerodinamik kuvvetlerden etkilenmez, bu da olası tasarım çözümlerinin kapsamını genişletir. Şekil 5, yalnızca uzay koşullarında mümkün olan olağandışı bir tasarım çözümünün bir örneğini göstermektedir. Bu, Dünya'da sağlanabilecek olandan çok daha büyük bir boyuta sahip olan yörüngesel radyo teleskopunun seçeneklerinden biridir.

Yıldızların, galaksilerin ve diğer gök cisimlerinin doğal radyo emisyonunu incelemek için bu tür cihazlara ihtiyaç vardır. Gökbilimcilerin ilgisini çeken radyo frekansı bantlarından biri, 10 MHz ve altındaki aralıkta yer almaktadır. Bu frekansa sahip radyo dalgaları dünyanın iyonosferinden geçemez. Düşük frekanslı radyo dalgalarını almak için son derece büyük yörünge antenleri gerekir. Şekil 5'in sol tarafı, alınan radyasyonun frekansına karşı anten çapının bir eğrisini göstermektedir. Frekans azaldıkça anten çapının arttığı ve frekansı 10 MHz'den düşük olan radyo dalgalarını alabilmek için çapı 1,5 km'den büyük antenlere ihtiyaç duyulduğu görülmektedir.

Şekil 5. Yeni tasarımlar. Yörünge antenleri.

Bu boyuttaki bir anten yörüngeye fırlatılamaz ve geleneksel tasarım ilkeleri kullanıldığında ağırlığı, en büyük fırlatma araçlarının yeteneklerini çok aşacaktır. Yerçekiminin olmadığı dikkate alınsa bile bu tür antenlerin tasarlanması büyük zorluklar doğurmaktadır. Örneğin anten reflektörünü yalnızca 0,038 mm kalınlığında alüminyum folyodan sağlam yaparsanız, 1,6 km anten çapındaki yüzey malzemesinin ağırlığı neyse ki alınan frekansın düşük olması nedeniyle 214 ton olacaktır. radyo emisyonu, antenin yüzeyi bir kafes haline getirilebilir. Büyük delikli yapılar alanındaki son gelişmeler, kafesin ince ipliklerden yapılmasına olanak sağlar. Bu durumda antenin yüzeyini oluşturan malzemenin ağırlığı 90 ile 140 kg arasında olacaktır. Bu tasarım, antenin yörüngeye fırlatılmasına ve daha sonra monte edilmesine olanak sağlayacak. Aynı zamanda stabilizasyon ve güç kaynağı sistemleri ile birlikte antenin yoğun şekilde paketlenmesini sağlamak da mümkündür.

Uzaydaki sert radyasyon, uzaya fırlatılan araçlar için ana yıkıcı faktör olmaya devam edecek. Bu yıkım kısmen uzay araçlarının radyasyon kuşaklarındaki yüksek enerjili protonların yanı sıra güneş patlamaları tarafından bombalanmasından kaynaklanmaktadır. Bu tür bir bombardımandan kaynaklanan etkilerin incelenmesi, imha mekanizmalarının özünün incelenmesi ve koruyucu ekran olarak kullanılan malzemelerin özelliklerinin belirlenmesi ihtiyacını göstermektedir.

Şekil 6. Korumanın yeni ilkeleri.
1 - süper iletken bobinler; 2 - manyetik alan; 3 - uzay aracının pozitif yükü; 4 - emici elek; 5 - plazma koruması.

Yeni koruma yöntemlerinin geliştirilmesi, koruyucu cihazların ağırlığını önemli ölçüde azaltacak ve böylece uzun süreli uçuşlar için tasarlanan uzay aracının yükünü artıracak süper iletken mıknatıslar kullanılarak koruma olasılığına ilişkin araştırmaları da içermelidir.

Şekil 6 bunu göstermektedir Yeni fikir buna plazma koruması denir. Proton ve elektron gibi yüklü parçacıkları saptırmak için manyetik ve elektrostatik alanların bir kombinasyonu kullanılır. Plazma korumasının temeli, tüm cihazı çevreleyen nispeten hafif süper iletken bobinler tarafından oluşturulan manyetik alandır. Toroidal uzay istasyonlarında mürettebat ve ekipman, düşük manyetik alan gücüne sahip bir bölgede bulunur. Uzay aracı, etrafındaki manyetik alana elektron enjeksiyonu nedeniyle pozitif yüklü hale gelir. Bu elektronlar, uzay aracının pozitif yüküne eşit büyüklükte bir negatif yük taşırlar. Aparatı çevreleyen boşluktan pozitif yük taşıyan protonlar, aparatın pozitif yükü tarafından itilecektir. Aygıtı çevreleyen boşlukta hareket eden elektronlar, elektrostatik alanı boşaltabilir ancak bu, yörüngelerini büken manyetik alan tarafından önlenir.

Bu tür koruyucu sistemlerin ağırlığının uzay aracının hacmine bağımlılığı, Şekil 6'nın alt kısmında grafiksel olarak sunulmaktadır. Karşılaştırma için karşılık gelen ağırlıklar verilmiştir. koruyucu ekran radyasyon yolundaki bir malzeme tabakasıdır. Bir elektron akışının hareketinin kontrol edilmesi çok orta kuvvette bir manyetik alan gerektirdiğinden, tipik durumlarda plazma korumanın ağırlığı, geleneksel bir emici ekranın ağırlığının yaklaşık 1/20'si olacaktır.

Plazma kalkanı fikri umut verici olsa da, bunun uzayda nasıl çalıştığına dair hala pek çok bilinmeyen var. Bu bağlamda teorik ve Deneysel çalışmalar elektron bulutunun olası kararsızlığı veya toz ve kozmik plazma ile etkileşim. Şimdiye kadar hiçbir temel zorluk keşfedilmedi ve kozmik radyasyonun, ağırlık özellikleri diğer koruma türlerinden önemli ölçüde daha iyi olacak olan plazma korumasıyla karşılanabileceği umulabilir.

Atmosfere yeniden giriş

Şimdi uzay araçlarının Dünya'nın ve diğer gezegenlerin atmosferine girmesi sorununa dönelim. Buradaki temel zorluk elbette atmosfere yeniden giriş sırasında ortaya çıkan ısı akışlarından korunmadır. Uzay aracının muazzam kinetik enerjisinin, esas olarak mekanik ve termal olmak üzere diğer enerji türlerine dönüştürülmesi gerekir, aksi takdirde cihaz ya yanacak ya da hasar görecektir. Uzay aracının giriş hızları 7,6 ila 18,3 km/sn arasında değişmektedir. Daha düşük hızlarda, ısı akışının ana kısmı konvektif ısı akışıdır, ancak ~ 12,2 km/sn'nin üzerindeki hızlarda, yay şokundan gelen ışınımlı ısı akışı önemli bir rol oynamaya başlar. Modern ısı koruyucu malzemeler aerodinamik kalitesi düşük araçlarda ~11 km/sn hıza kadar etkilidir ancak 15,2 ila 18,3 km/sn arasındaki giriş hızlarında yeni malzemelere ihtiyaç duyulur.

Şekil 7, gelecekte insanlı uzay aracının atmosferine yeniden girme sorunlarını çözmek için, önemli miktarda kaldırma kuvveti geliştirebilen cihazların neden büyük ilgi göreceğini anlamaya yardımcı oluyor. Ordinat ekseni, hipersonik hızlarda kaldırma kuvvetinin sürükleme kuvvetine L/D oranını (aerodinamik kalite) gösterir ve apsis ekseni giriş hızını gösterir. Aerodinamik verimliliği artırmaya yönelik bir eğilimin ilk işaretleri Mercury, Gemini ve Apollo uzay aracı örneğinde görülebilir. Gelecekte Dünya etrafındaki yörünge uçuşlarının senkron yörüngelerin yüksekliğine ulaşması bekleniyor. Uzayın bu bölgesinden dünya atmosferine giren gemiler 10,4 km/sn'ye varan hızlara sahip olacaktır (Şekil 7'de “Senkron Yörüngeler” olarak adlandırılan dikey bir çizgi bulunmaktadır).

Mars gibi diğer gezegenlerden dönen insanlı uzay araçlarının giriş hızları çok daha yüksek. Doğru fırlatma zamanı seçimi ve Venüs'ün yerçekiminin kullanılmasıyla, 12,2 - 13,7 km/sn hıza ulaşırken, Mars'tan doğrudan dönüşle hızlar 15,2 km/sn'yi aşıyor. Bu kadar yüksek giriş hızlarına olan ilgi, gezegenden doğrudan geri dönüş yöntemindeki daha fazla esneklikle ilişkilidir.

Şekil 7. Uzay aracının aerodinamik kalitesinin ve Dünya atmosferine giriş hızının arttırılmasındaki eğilimler.

Bu kadar yüksek giriş hızlarında gemi mürettebatının yaşadığı aşırı yükleri makul sınırlar içinde tutmak için, Apollo uzay aracıyla karşılaştırıldığında aerodinamik kaldırma kuvvetinin arttırılması gerekmektedir. Ek olarak, yüksek hızlarda kaldırma kuvvetinin (daha doğrusu aerodinamik kalitede L/D) artması, balistik iniş araçları için sıfıra kadar daralan izin verilen giriş koridorlarını genişletecektir. Kaldırma kuvveti arttıkça manevra ve iniş doğruluğu da artar. Uzay aracının kaldırma kuvveti ile uçuşunun en önemli aşamalarından biri yaklaşma ve inişin kendisidir. Düşük hızlı kaldırma özelliğine sahip uzay aracının uçuş özellikleri, geleneksel uçaklarınkinden o kadar farklıdır ki, bunları incelemek için iki tane inşa edilmesi gerekiyordu. uçak, Şekil 8'de gösterilmiştir. Üstteki cihaz HL-10 endeksine ve alttaki M2-F2 endeksine sahiptir.

Pirinç. 8. Havadan araştırma araçları HL-10 ve M2-F2.

Bu cihazların B-52 uçağı kullanılarak yaklaşık 14 km yüksekliğe kaldırılması ve 0,8'e kadar Mach sayısına karşılık gelen uçuş hızlarında düşürülmesi gerekiyor. HL-10 ve M2-F2 araçları, değişken kaldırma-sürükleme oranının simüle edilmesine olanak tanıyan, hidrojen peroksitle çalışan küçük roket motorlarıyla donatılmıştır. Bu motorları kullanarak, benzer konfigürasyona sahip gelecekteki insanlı uzay aracının optimal uçuş özelliklerini belirlemek için yörüngenin yaklaşma açısını ve statik stabilite marjını değiştirmek mümkündür. Bu şekle sahip gemiler, gelecekteki uzay gemilerine yakın bir ağırlığa sahip olacak. Ve bu uzay gemisi modellerine benzer bir gemi zaten yaratıldı, bu yörüngesel uzay mekiği.

Uzay mekiği

Yörüngesel uzay mekiği, Dünya atmosferinde hipersonik hızlarda uçma kapasitesine sahiptir. Cihazın kanatları çok direkli bir çerçeveye sahiptir; Güçlendirilmiş monokok kokpit, kanatlar gibi, alüminyum alaşım. Kargo bölmesi kapıları grafit-epoksi kompozit malzemeden yapılmıştır. Cihazın termal koruması birkaç bin akciğer tarafından sağlanıyor seramik karolar yüzeyin büyük ısı akışlarına maruz kalan kısımlarını kaplayan.

son sözler

vermeye çalıştım kısa inceleme Uzay aracının atmosfere yeniden girişi için yeni malzeme, yapı ve teknolojinin geliştirilmesindeki en son başarılar. Bu, gelecekteki araştırmalar için bazı yönlere işaret etmemizi sağladı. Ve öyle görünüyor ki, insanlığın gelişiminin şu anki aşamasında uzay gemilerinin yardımıyla uzay araştırmalarının sorunları hakkında kendim de biraz öğrendim.

Uzay gemisi bir denizaltıyı andırıyor: Mürettebat, orada burada, hava geçirmez bir kabinde, tamamen izole edilmiş bir şekilde yaşamak zorunda kalıyor. dış ortam. Kabin içindeki havanın bileşimi, basıncı, sıcaklığı ve nemi özel bir cihazla düzenlenecek. Ancak uzay gemisinin denizaltıya göre avantajı, kabin içindeki ve dışındaki basınç arasındaki farkın daha küçük olmasıdır. Ve bu fark ne kadar küçük olursa, mahfazanın duvarları da o kadar ince olabilir.

Güneş ışınlarından gemi kabininin ısıtılması ve aydınlatılması için yararlanılabilir. Geminin gövdesi, dünyanın atmosferi gibi, Güneş'in gezegenler arası uzaya nüfuz eden ve büyük miktarlarda insan vücuduna zararlı olan ultraviyole ışınlarını geciktirir. Meteorlarla çarpışmalarda daha iyi koruma sağlamak için geminin gövdesinin çok katmanlı yapılması tavsiye edilir.

Bir uzay aracının tasarımı amacına bağlıdır. Ay'a inmek üzere tasarlanan bir gemi, Ay'ın etrafında uçmak üzere tasarlanan bir gemiden çok farklı olacaktır; Mars'a uçacak bir gemi, Venüs'e gidecek bir gemiden farklı şekilde inşa edilmelidir; Termokimyasal yakıt kullanan bir roket gemisi, nükleer bir gemiden önemli ölçüde farklı olacaktır.

seyahat etmek üzere tasarlanmış termokimyasal yakıtla çalışan bir uzay aracı yapay uydu zeplin büyüklüğünde çok aşamalı bir roket olacak. Böyle bir roket fırlatıldığında birkaç yüz ton ağırlığında olmalı ve taşıma kapasitesi yaklaşık yüz kat daha az olmalıdır. Birbirine yakın olan etaplar, atmosferde uçarken hava direncini daha iyi aşmak için aerodinamik bir gövde içine yerleştirilecek. Mürettebat için nispeten küçük bir kabin ve yükün geri kalanı için bir kabin, görünüşe göre geminin pruvasında yer alacak. Mürettebatın böyle bir gemide yalnızca kısa bir süre (bir saatten az) kalması gerekeceğinden, uzun uçuşlar için tasarlanmış gezegenler arası gemilerle donatılacak karmaşık ekipmanlara gerek kalmayacak. Uçuş kontrolü ve tüm ölçümler otomatik olarak gerçekleştirilecektir.

Harcanan roket aşamaları paraşütle veya sahneyi planöre dönüştüren geri çekilebilir kanatlar kullanılarak Dünya'ya geri indirilebiliyor.

Bir uzay gemisi için başka bir seçeneği ele alalım (bkz. Şekil 8, ortada, sayfa 24-25). Gemi, iniş yapmadan yüzeyini uzun bir şekilde incelemek için Ay'ın etrafında bir uçuş sırasında yapay bir uydudan yola çıkacak. Görevi tamamladıktan sonra doğrudan Dünya'ya dönecek. Görebildiğimiz gibi, bu gemi esas olarak yakıt ve oksitleyici ile dolu üç çift silindirik tanka sahip iki ikiz roketten ve Dünya yüzeyine inmek üzere tasarlanmış geri çekilebilir kanatlı iki uzay planöründen oluşuyor. Fırlatma atmosferin dışında yapıldığı için geminin aerodinamik bir kaplamaya ihtiyacı yok.

Böyle bir gemi tamamen Dünya'da inşa edilip test edilecek, ardından demonte halde gezegenler arası istasyona aktarılacak. Yakıt, ekipman, gıda malzemeleri ve solunum için oksijen oraya ayrı partiler halinde teslim edilecek.

Gemi gezegenler arası istasyonda monte edildikten sonra uzaya doğru daha da ilerleyecek.

Yakıt ve oksitleyici, uzay aracının ana kabinleri olan ve geçici olarak yakıtla doldurulan merkezi silindirik tanklardan motora akacak. Kalkıştan birkaç dakika sonra kendilerini boşaltırlar. Mürettebat geçici olarak daha az konforlu bir planör kabininde bulunuyor.

Kalan yakıtın anında buharlaşması için tankları havasız alana bağlayan küçük bir musluğun açılması yeterlidir. Daha sonra kabin tankları havayla doldurulur ve mürettebat planörden tanklara doğru hareket eder; Astronotların uçuşun geri kalanını burada geçirecekleri yer.

Ay'a yaklaşan gemi yapay uydusuna dönüşür. Bu amaçla arka yan tanklarda bulunan yakıt ve oksitleyici kullanılmaktadır. Yakıt kullanıldıktan sonra tanklar ayrılır. Açık iken -

Geri dönüş zamanı gelecek ve motor çalıştırılacaktır. Bu amaç için yakıt ön taraftaki tanklarda depolanır. Mürettebat, Dünya atmosferine dalmadan önce, Dünya'nın etrafında dönmeye devam eden geminin geri kalanından ayrılan uzay planörlerine aktarılır. Planör Dünya atmosferine girer ve geri çekilebilir kanatlarla manevra yaparak alçalır.

Motor kapalıyken uçarken gemideki insanlar ve nesneler ağırlıksız olacaktır. Bu büyük bir rahatsızlıktır. Tasarımcıların gemide yapay yerçekimi yaratması gerekebilir.

Şekil 2'de gösterilen gemi. 8, tam olarak bu prensip üzerine inşa edilmiştir. Tek olarak hareket eden iki bileşeni daha sonra birbirinden ayrılır, ancak kablolarla birbirine bağlanır ve küçük roket motorlarının yardımıyla ortak bir ağırlık merkezi etrafında dairesel bir hareketle çalıştırılırlar (Şekil 6). . Gerekli dönüş hızına ulaşıldıktan sonra motorlar kapatılır ve hareket ataletle devam eder. Tsiolkovsky'nin fikrine göre bu durumda ortaya çıkan merkezkaç kuvveti seyahatin yerini almalıdır.