Erdvėlaivis

Erdvėlaivis – kosminė transporto priemonė, skirta skrydžiams į Žemės orbitą, Mėnulį ir į kitas planetas. Erdvėlaiviai skirstomi į vienkartinio ir daugkartinio naudojimo, pilotuojamus ir bepiločius.

Istorija

Ištakos

Šiuolaikiniams erdvėlaiviams pradžią davė kariniams tikslams gamintos raketos.

Pirmąją pasaulyje knygą, pateikusią daugiapakopės raketos ir raketinės artilerijos sukūrimo teoriją bei brėžinius parašė LDK bajoras, artilerijos inžinierius Kazimieras Simonavičius (1600−1651 m.) Knyga vadinosi „Didysis artilerijos menas“ ir buvo išleista 1650 m.

XX a. pr. mokslininkų susidomėjimą tarpplanetiniais skrydžiais paskatino mokslinės fantastikos rašytojai, kaip antai Jules Verne („Nuo Žemės į Mėnulį“, 1865 m.) ir Herbert George Wells („Pasaulių karas“, 1898 m.).

Pirmasis realus mokslinis darbas kosminių skrydžių srityje buvo 1903 m. paskelbtas rusų mokslininko Konstantino Ciolkovskio straipsnis „Pasaulio erdvės tyrinėjimai reaktyviniais prietaisais“ (rus. Исследование мировых пространств реактивными приборами), kuriame pateikti skaičiavimai, kad minimaliai orbitai aplink Žemę būtinas 8000 m/s greitis, kurį galima pasiekti daugiapakope raketa, varoma skystu deguonimi ir skystu vandeniliu.

Kosminių skrydžių inžinerijai pradžią davė Robert H. Goddardo 1919 m. straipsnis „Būdas pasiekti itin didelį aukštį“ (angl. A Method of Reaching Extreme Altitudes), kuriame jis pasiūlė ant skysto kuro raketų montuoti Lavalio antgalius. Šiuo darbu savo tyrimus grindė vėlesni erdvėlaivių konstruktoriai Hermannas Oberthas ir Wernheris von Braunas.

Antrasis pasaulinis karas

Raketos „V-2“ startas.

Vokietija nuo 1926 m. sėkmingai darbavosi raketų kūrime ir 1941 m. pab. jau turėjo pirmąją pasaulyje balistinę raketą „V-2“ (vok. V-2 – Vergeltungswaffe-2, „Keršto ginklas-2“), kurią sukonstravo Wernheris von Braunas. Pirmoji raketa buvo paliesta 1942 m. kovą, o 1944 m. birželį bandomajam skrydžiui paleista „V-2“ raketa, pirmą kartą pasiekė kosminę erdvę. Nuo 1944 m. rugsėjo šios raketos buvo naudojamos Sąjungininkų miestams bombarduoti. Iš viso į Europos miestus buvo paleista 3225 šio tipo raketos. 1944 m. Trečiasis Reichas ėmė naudoti ir raketas „V-1“, kurias galėjo greitašauda paleisti iš specialaus įrenginio.

Pokaris

Raketos nešėjos „R-7“ pritaikymas.

Žinodama apie Vokietijos raketas, TSRS siekė sukurti tokio pat tipo ginklą. Vokietijai pralaimėjus Antrąjį pasaulinį karą TSRS gavo „V-2“ tipo raketų. Pagal šias raketas konstruktorius Sergejus Koroliovas su vokiečių mokslininkų pagalba 1948 m. pagamino „R-1“ raketą. Ši raketa išbandyta 1948 m. spalio 10 d., o 1949 m. rugsėjo 27 d. buvo paleista tobulesnė vienpakopė raketa „R-2“.

Tuo pat metu Sergejus Koroliovas ir jo vadovaujama konstruktorių grupė intensyviai dirbo, kurdami tarpžemyninę raketą. Tokia raketa sukurta ir pirmąsyk sėkmingai išbandyta 1957 m. rugpjūčio 21 d. Ji buvo pavadinta „R-7“ ir Šaltojo karo metais panaudota kosmoso varžybose: 1957 m. ji į kosmosą iškėlė pirmąjį dirbtinį Žemės palydovą „Sputnik 1“, o 1961 m. pirmąjį žmogų - Jurijų Gagariną. Šios raketos įvairūs variantai iki šiol į orbitą apie Žemę kelia pilotuojamus ir nepilotuojamus laivus.

„Redstone“ startas 1958 m.

Pasibaigus Antrajam pasauliniam karui, amerikiečiai iš nugalėtosios Vokietijos taip pat išsivežė raketų „V-1“ bei „V-2“ ir vokiečių mokslininkų, tarp jų Wernherį von Brauną. 1946 m. JAV pirmą kartą išbandė „V-2“ raketą.

1950 m. JAV jau turėjo dvigubai didesnį nuotolį įveikiančią raketą „Redstone“. Ši raketa buvo nuolat modifikuojama ir jos pagrindu sukurtos raketos „Jupiter-Redstone“ bei „Mercury-Redstone“.

Kosminės lenktynės

„Sputnik 1“.

„Merkury 8“ kapsulė angare.

Kosminės lenktynės prasidėjo 1957 m. birželio 29 d., kai 1957–1958 m. Tarptautiniame geofizikos suvažiavime JAV pranešė apie savo ketinimus iki 1958 m. pavasario paleisti į kosmosą dirbtinį palydovą „Vanguard“. Tų pačių metų liepos 31 d. TSRS pareiškė, kad pirmą jį palydovą paleis 1957 m. rudenį. 1957 m. spalio 4 d. į orbitą aplink Žemę pakilo rusų palydovas „Sputnik 1“. Juo buvo nustatytas Žemės atmosferos sluoksnių tankumas keičiantis orbitai. Taip pat jis suteikė duomenų apie radijo signalų sklaida jonosferoje.

Po kelių nesėkmingų bandymų paleisti „Vanguard“, JAV savo pirmąjį palydovą „Explorer 1“ pakėlė į orbitą 1958 m. vasario 1 d. Šiame palydove, kurį į kosmosą nugabeno raketa nešėja „Juno-1“, buvo sumontuota mokslinių tyrimų įranga, kuri patvirtino Van Aleno radiacijos juostos egzistavimą.

Po audringos visuomenės reakcijos į „Sputnik 1“ paleidimą, 1958 m. liepos 29 d. JAV Kongresas performavo Nacionalinį patariamąjį aeronautikos komitetą į Nacionalinę aeronautikos ir kosmoso administraciją (NASA) ir suteikė jai įgaliojimus vykdyti nacionalines civilines kosmoso programas. 1959 m. NASA pradėjo „Merkurijaus projektą“, kuriuo buvo siekiama į Žemės orbitą nuskraidinti vienvietes kosmines kapsules.

1961 m. balandžio 12 d. TSRS paskelbė pirmą kartą pasaulyje sėkmingai nuskraidinusi ir sugrąžinusi Žemėn „kosmonautą“ Jurijų Gagariną, kuris apskrido Žemę erdvėlaiviu „Vostok 1“. 1961 m. gegužės 5 d. JAV pakėlė į kosmosą savo pirmąjį astronautą Alaną Shepardą kapsulėje „Freedom 7“, tačiau tai tebuvo suborbitinis skrydis.

JAV visuomenei vis labiau nerimaujant dėl TSRS pirmavimo kosminių skrydžių srityje, JAV prezidentas John F. Kennedy 1961 m. gegužės 25 d. paskelbė planą iki 1970 m. nuskraidinti žmogų į Mėnulį ir pradėjo trijų asmenų erdvėlaivio programą „Apollo“. 1962 m. sausį NASA paskelbė dviviečių erdvėlaivių projektą „Gemini“.

Nikita Chruščiovas ėmė spausti S. Koroliovą paspartinti TSRS kosmoso programą, kad šalis galėtų konkuruoti su JAV paskelbtomis „Gemini“ ir „Apollo“ programomis. Konstruktoriui teko sustabdyti pilotuojamo erdvėlaivio „Sojuz“ programą ir imtis „Vostok“ kapsulės modifikavimo, siekiant į ją sutalpinti du arba tris kosmonautus. Šio projekto rezultatas buvo pavadintas „Voschod“. Buvo paleisti tik du šie erdvėlaiviai. Dėl vietos ir masės apribojimų „Voschod 1“ skridusi trijų žmonių įgula netgi negalėjo dėvėti skafandrų. 1965 m. kovo 8 d. Aleksejus Leonovas iš erdvėlaivio „Voschod 2“ pirmą kartą išėjo į atvirą kosmosą.

Pilotuojamų „Gemini“ erdvėlaivių programa vėlavo maždaug metus, bet 1965–1966 m. buvo atlikti keli sėkmingi skrydžiai, kurių metu kosmose erdvėlaiviai suartėjo („Gemini 6A“), prisišvartavo vienas prie kito („Gemini 8“) ir išbuvo kosminėje erdvėje 8 ir 14 dienų (atitinkamai „Gemini 5“ ir „Gemini 7“), astronautai išėjo į atvirą kosmosą ir išorėje atliko tikslingus veiksmus („Gemini 12“).

Tuo laikotarpiu TSRS plėtojo „Sojuz“ programą ir neoficialiai konkuravo su J. F. Kennedy paskelbta Mėnulio programa: buvo kuriami „Sojuz“ variantai orbitiniam skrydžiui aplink Mėnulį ir nusileidimui jo paviršiuje, taip pat raketa „N1“, galinti pakelti pilotuojamą erdvėlaivį į trajektoriją Mėnulio link.

1967 m. abiejų šalių programos sulaukė pirmųjų aukų. Metų pradžioje bandymo metu kilusiame gaisre žuvo „Apollo 1“ trijų žmonių įgula. Balandžio 24 d., sudužus besileidžiančiam erdvėlaiviui „Sojuz 1“, žuvo rusų kosmonautas Vladimiras Komarovas

Neilas Armstrongas Mėnulio paviršiuje.

Buzzas Aldrinas Mėnulio paviršiuje. Skafandro antveidyje atsispindi Neilas Armstrongas su fotoaparatu.

1969 m. liepos 20 d. JAV pavyko įgyvendinti prezidento J. F. Kennedy pažadą: „Apollo 11“ įgula Neilas Armstrongas ir Buzzas Aldrinas tapo pirmaisiais žmonėmis, išsilaipinusiais Mėnulyje. 1972 m. įvyko šeši tokie sėkmingi nusileidimai, o viena misija nepavyko („Apollo 13“).

TSRS bandymai paleisti raketą „N1“ 1969–1972 m. baigėsi keturiomis katastrofiškomis nesėkmėmis. Sovietinė pilotuojamų skrydžių į Mėnulį programa buvo oficialiai nutraukta 1974 m. birželio 24 d., kai S. Koroliovą generalinio erdvėlaivių inžinieriaus pareigose pakeitė Valentinas Gluško.

Abi valstybės ėmė kurti santykinai mažas nenuolatines pilotuojamas kosmines laboratorijas „Saliut“ ir „Skylab“, susisiekimui naudodamos savo „Sojuz“ ir „Apollo“ erdvėlaivius. JAV paleido tik vieną „Skylab“, o TSRS – iš viso 7 „Saliut“, iš kurių trys buvo slaptos „Almaz“ karinės žvalgybos stotys, apginkluotos gynybinėmis patrankomis.

Šylant santykiams, kosmoso lenktynės buvo oficialiai nutrauktos 1975 m. liepos 17 d., kai bandomojo „Apollo-Sojuz“ projekto metu abiejų šalių erdvėlaiviai susišvartavo ir astronautai apsilankė vieni pas kitus.

Raketos

Vokietija

Raketa	Starto data	Pakopos	Kuras	Įveikiamas nuotolis
A-2	1936 m.	1	etanolis-skystas deguonis	5 km
A-3	1938 m.	1	etanolis-skystas deguonis	28 km
V-2	1942 m.	1	etanolis-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	320 km
V-1	1944 m.	1	etanolis-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	286 km

TSRS

Raketa	Starto data	Pakopos	Kuras	Įveikiamas nuotolis
R-1	1948.10.10	1	etanolis-skystas deguonis	270 km
R-2	1949.09.27	1	etanolis-skystas deguonis	600 km
R-7	1957.08.21	2	žibalas-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	8000 km

JAV

Raketa	Starto data	Pakopos	Kuras	Įveikiamas nuotolis
V-2	1946	1	etanolis-skystas deguonis	280 km
Redstone	1953.08.20	1	etanolis-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	320-800 km
Junona-1	1958.02.01	4	gidinas-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	6000 km
Jupiter-C	1958.03.21	3	gidinas-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	6000 km
Mercury-3	1961.05.05	4	gidinas-skystas deguonis-vandenilio peroksidas	7000 km