Космонавтика

Теория и практика навигации за пределами атмосферы Земли.

Космический телескоп Хаббл над Землей (во время миссии STS-109 )

Астронавтика (или космонавтика ) — это практика путешествий за пределы земной атмосферы в космическое пространство . Космический полет — одно из его основных применений, а космическая наука — его всеобъемлющая область.

Термин «космонавтика» (первоначально astronautique по- французски ) был введен в 1920-е годы Ж.-Х. Рони , президент Гонкуровской академии , по аналогии с воздухоплаванием . ^[1] Поскольку между этими двумя областями существует определенная степень технического совпадения, термин « аэрокосмическая промышленность » часто используется для описания обеих одновременно. В 1930 году Робер Эно-Пельтери опубликовал первую книгу в новой области исследований. ^[2]

Термин «космонавтика» (первоначально «космонавтика» на французском языке) был введен в 1930-е годы Ари Штернфельдом в его книге «Initiation à la Cosmonautique» (Введение в космонавтику) ^[3] (книга принесла ему приз REP-Hirsch , позже известный как Prix d'Astronautique). , Французского астрономического общества в 1934 году. ^[4] )

Как и в случае с аэронавтикой, ограничения массы, температуры и внешних сил требуют, чтобы приложения в космосе выдерживали экстремальные условия: высокий вакуум , радиационную бомбардировку межпланетного пространства и магнитные пояса низкой околоземной орбиты . Космические ракеты-носители должны противостоять титаническим силам, в то время как спутники могут испытывать огромные перепады температуры за очень короткие периоды времени. ^[5] Чрезвычайные ограничения по массе заставляют астронавтических инженеров сталкиваться с постоянной необходимостью сохранять массу в конструкции, чтобы максимизировать фактическую полезную нагрузку , достигающую орбиты .

История

Ранняя история космонавтики носит теоретический характер: фундаментальная математика космических путешествий была установлена ​​Исааком Ньютоном в его трактате 1687 года Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica . ^[6] Другие математики, такие как швейцарец Леонард Эйлер и франко-итальянец Жозеф Луи Лагранж, также внесли существенный вклад в 18 и 19 веках. Несмотря на это, космонавтика стала практической дисциплиной только в середине 20 века. С другой стороны, вопрос космических полетов озадачивал литературное воображение таких деятелей, как Жюль Верн и Герберт Уэллс . В начале 20-го века русский космист Константин Циолковский вывел уравнение ракеты , основное уравнение ракетного движения , позволяющее вычислить конечную скорость ракеты на основе массы космического корабля ( ), совокупной массы топлива и космического корабля. ( ) и скорость истечения топлива ( ). ${\displaystyle m_{1}}$ ${\displaystyle m_{0}}$ ${\displaystyle v_{e}}$

${\displaystyle \Delta v\ =v_{e}\ln {\frac {m_{0}}{m_{1}}}}$

К началу 1920-х годов Роберт Годдард разрабатывал ракеты на жидком топливе , которые через несколько десятилетий стали решающим компонентом в конструкциях таких известных ракет, как Фау-2 и Сатурн-5 .

Prix ​​d'Astronautique (Премия в области астронавтики), присуждаемая Французским астрономическим обществом Société astronomice de France , стала первой премией по этой теме. Международная награда, учрежденная пионерами авиации и астронавтики Робертом Эно-Пельтери и Андре-Луи Хиршем, вручалась с 1929 по 1939 год в знак признания исследований в области межпланетных путешествий и космонавтики.

К середине 1950-х годов началась космическая гонка между СССР и США.

Субдисциплины

Хотя многие считают космонавтику довольно специализированным предметом, инженеры и ученые, работающие в этой области, должны обладать знаниями во многих различных областях.

• Астродинамика – изучение орбитального движения. Специалисты в этой области изучают такие темы, как траектории космических кораблей, баллистика и небесная механика.
• Движение космического корабля - как космические корабли меняют орбиты и как они запускаются. Большинство космических кораблей имеют различные ракетные двигатели , и поэтому большинство исследовательских усилий сосредоточено на различных типах ракетных двигателей , таких как химические, ядерные или электрические.
• Проектирование космического корабля — специализированная форма системного проектирования , которая сосредоточена на объединении всех необходимых подсистем для конкретной ракеты- носителя или спутника .
• Средства управления — удержание спутника или ракеты на желаемой орбите (как при навигации космического корабля) и ориентации (как при управлении ориентацией ).
• Космическая среда – хотя это скорее раздел физики , а не космонавтики, влияние космической погоды и другие проблемы окружающей среды представляют собой все более важную область исследований для конструкторов космических кораблей.
• Биоастронавтика

Связанные области обучения

• Аэронавтика и аэрокосмическая промышленность
• Машиностроение
• Физика

Смотрите также

• Вход в атмосферу
• Космический полет
• Фрэнк Малина
• Французская космическая программа
• Герман Оберт
• Сергей Королев
• Вернер фон Браун

Рекомендации

1. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 11 августа 2017 г. Проверено 2 февраля 2017 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
2. «РОБЕР ЭСНО-ПЕЛЬТЕРИ, «Астронавтика» - Универсальная энциклопедия» . Архивировано из оригинала 29 апреля 2014 г. Проверено 2 февраля 2017 г.
3. Грантман, Майк (2007). От космонавтики к космонавтике. п. 21. ISBN 978-1419670855.
4. L'Astronomie, 1934, с. 325–326.
5. Понимание космоса: введение в космонавтику , Селлерс. 2-е изд. МакГроу-Хилл (2000)
6. Основы астродинамики , Бейт, Мюллер и Уайт. Дувр: Нью-Йорк (1971).

дальнейшее чтение

• Майк Грантман (2007). От космонавтики к космонавтике . Книжный всплеск. ISBN 9781419670855.