Jak astronauci podróżujš w przestrzeni kosmicznej30 września 2002
W styczniu 1986 r. bezzałogowy statek kosmiczny Voyager 2 przeleciał w pobliżu Urana, fotografujšc z bliska planetę oraz jej księżyce. Chcšc otrzymać lepsze zdjęcia, kontrolerzy lotu na Ziemi musieli okrelić jego położenie. Chociaż pojazd przebył już 4954 mln km, zrobili to z dokładnociš do 100 km, tzn. z precyzjš golfisty, który za pierwszym razem trafia piłkš do dołka z odległoci 2520 km!
Rakiety wysyłane w przestrzeń kosmicznš wyposażone sš op. w bezwładnociowy system sterowniczy, który działa niezależnie od sygnałów napływajšcych spoza statku. Składa się on z żyroskopów kontrolujšcych kierunek lotu rakiety oraz akcelerometrów mierzšcych przyspieszenia jej lotu. Komputer pokładowy stale kontroluje wszystkie zmiany kierunku i prędkoci, zatem w każdym momencie może wskazać, jaki dystans przebyła rakieta, w jakim kierunku i z jakš prędkociš.
Podczas lotów Apolla na Księżyc kontrolerzy naziemni ledzili trasę lotu również za porednictwem połšczeń radiowych. Odbierajšc sygnały radiowe, radioteleskopy na Ziemi okrelały kierunek lotu statku oraz oddalenie Apolla od Ziemi. Czas, w jakim sygnał radiowy docierał do Apolla i wracał na Ziemię dzielono przez prędkoć sygnału (równš prędkoci wiatła, tj. 300 tys. km/s). Znajšc kierunek lotu i oddalenie statku, kontrolerzy mogli obliczyć jego położenie.
Dokładna analiza sygnałów umożliwiała także okrelenie prędkoci Apolla. Jeli ródło fal radiowych jest w ruchu, częstotliwoć i długoć fal zmienia się w zależnoci od prędkoci poruszania się ródła (efekt Dopplera). Częstotliwoć fal wzrasta lub maleje w zależnoci od tego, czy statek leci w kierunku Ziemi, czy się od niej oddala - im szybciej leci, tym bardziej zmienia się długoć fal. Zmiany częstotliwoci emitowanych przez Apolla fal wynosiły ok. 0,01% prędkoci wiatła.
Przed każdym lotem planici musieli obliczyć dla Apolla drogę lotu i prędkoć. Jeli statek lekko zbaczał z kursu, astronauci odpalali małe silniki rakietowe, które w trakcie lotu statku zmieniały jego prędkoć i kierowały na właciwy kurs. Najnowsze amerykańskie statki kosmiczne z załogš, wahadłowce, poruszajš się po orbitach znajdujšcych się bliżej Ziemi niż Apollo. Jeli trzeba zmienić kierunek ich lotu, komputery na Ziemi instruujš komputer zainstalowany na pokładzie wahadłowca, aby odpalił rakietowe silniki korekcyjne, niezbędne do zmiany orbity statku.
Bezzałogowe sondy kosmiczne wyposażone sš w przyrzšdy nawigacyjne. Aby zapobiec kołysaniu się statku w przestrzeni kosmicznej, należy okrelić jego pozycję w trzech różnych osiach. W przypadku daleko latajšcych Voyagerów jednš o wyznacza kierunek okrelony przez naszš planetę; statek zawsze leci z czaszš anteny skierowanš w stronę Ziemi. Dwie pozostałe pozycje wyznaczajš czujniki wietlne, jeden skierowany w stronę Słońca, drugi na jasnš gwiazdę - w przypadku Voyagera 1 - Regulus, w przypadku Voyagera 2 - Canopus.
Drogę lotu trzeba było wyznaczyć także należšcej do Europejskiej Agencji Kosmicznej sondzie Giotto. W marcu 1986 r. miała ona przelecieć przez chmurę pyłu i gazu wokół komety Halleya i przesłać szczegółowe zdjęcia jej stałego jšdra. Czujniki Giotta pozwalały utrzymywać trasę lotu według położenia Ziemi i Słońca. Sonda nie mogła jednak ustalać swego położenia według jakiej gwiazdy, ponieważ w locie obracała się wokół własnej osi. Dlatego została wyposażona w star mapper - urzšdzenie umożliwiajšce ledzenie kilku najjaniej wiecšcych gwiazd i porównywanie z mapš nieba przechowywanš w pamięci komputera pokładowego.
Jeli pozorna droga gwiazdy na niebie była nieprawidłowa, kontrolerzy naziemni instruowali silniki Giotta, aby skorygowały położenie.
Precyzyjne sterowanie sondš było stosunkowo łatwe. Trudniejsze było ustalenie pozycji jšdra komety. Pomogła tu w dużym stopniu współpraca międzynarodowa. Dwie radzieckie sondy kosmiczne Vega dotarły w pobliże komety mniej więcej tydzień wczeniej niż sonda Giotto. Przelatujšc w odległoci 8 000 km od komety, zrobiły pierwsze zdjęcia ukazujšce położenie jej jšdra względem dwóch statków kosmicznych Vega.
Wykorzystujšc rozmieszczone na całym wiecie radioteleskopy, amerykańscy naukowcy nastawili odbiorniki na radzieckie transmisje radiowe i ustalili położenie statków Vega. Uzbrojeni w te dane i w fotografie z Vegi Rosjanie mogli okrelić pozycję jšdra komety. Pozwoliło to Europejczykom doprowadzić sondę Giotto na właciwš odległoć od jšdra komety. Z odległoci 605 km Giotto zrobił zdjęcia, które zadziwiły astronomów. Jšdro komety Halleya (gęsty rdzeń składajšcy się z czšsteczek lodu i skał) okazało się czarnym jak węgiel obiektem w kształcie ziemniaka majšcym 16 km długoci i 8 km szerokoci, wyrzucajšcym gejzery białego gazu na odległoć ponad 1600 km.
Monterzy w przestrzeni kosmicznej
Aby naprawić uszkodzonego satelitę komunikacyjnego Westar VI, astronauta Dale Gardner (z lewej) wyszedł na zewnętrz wahadłowca Discovery za pomocš umieszczonego w plecaku silniczka odrzutowego, czyli aparatury manewrujšcej (MMU). Będšc u celu odpalił silniczki MMU, aby zapobiec obracaniu się satelity. W tym czasie jego towarzysz Joseph Allen podjechał do satelity na wysuniętym ramieniu robota. Ramię przycišgnęło satelitę i astronauci powrócili do wahadłowca.
Podczas lotów Apolla na Księżyc kontrolerzy naziemni ledzili trasę lotu również za porednictwem połšczeń radiowych. Odbierajšc sygnały radiowe, radioteleskopy na Ziemi okrelały kierunek lotu statku oraz oddalenie Apolla od Ziemi. Czas, w jakim sygnał radiowy docierał do Apolla i wracał na Ziemię dzielono przez prędkoć sygnału (równš prędkoci wiatła, tj. 300 tys. km/s). Znajšc kierunek lotu i oddalenie statku, kontrolerzy mogli obliczyć jego położenie.
Dokładna analiza sygnałów umożliwiała także okrelenie prędkoci Apolla. Jeli ródło fal radiowych jest w ruchu, częstotliwoć i długoć fal zmienia się w zależnoci od prędkoci poruszania się ródła (efekt Dopplera). Częstotliwoć fal wzrasta lub maleje w zależnoci od tego, czy statek leci w kierunku Ziemi, czy się od niej oddala - im szybciej leci, tym bardziej zmienia się długoć fal. Zmiany częstotliwoci emitowanych przez Apolla fal wynosiły ok. 0,01% prędkoci wiatła.
Przed każdym lotem planici musieli obliczyć dla Apolla drogę lotu i prędkoć. Jeli statek lekko zbaczał z kursu, astronauci odpalali małe silniki rakietowe, które w trakcie lotu statku zmieniały jego prędkoć i kierowały na właciwy kurs. Najnowsze amerykańskie statki kosmiczne z załogš, wahadłowce, poruszajš się po orbitach znajdujšcych się bliżej Ziemi niż Apollo. Jeli trzeba zmienić kierunek ich lotu, komputery na Ziemi instruujš komputer zainstalowany na pokładzie wahadłowca, aby odpalił rakietowe silniki korekcyjne, niezbędne do zmiany orbity statku.
Bezzałogowe sondy kosmiczne wyposażone sš w przyrzšdy nawigacyjne. Aby zapobiec kołysaniu się statku w przestrzeni kosmicznej, należy okrelić jego pozycję w trzech różnych osiach. W przypadku daleko latajšcych Voyagerów jednš o wyznacza kierunek okrelony przez naszš planetę; statek zawsze leci z czaszš anteny skierowanš w stronę Ziemi. Dwie pozostałe pozycje wyznaczajš czujniki wietlne, jeden skierowany w stronę Słońca, drugi na jasnš gwiazdę - w przypadku Voyagera 1 - Regulus, w przypadku Voyagera 2 - Canopus.
Drogę lotu trzeba było wyznaczyć także należšcej do Europejskiej Agencji Kosmicznej sondzie Giotto. W marcu 1986 r. miała ona przelecieć przez chmurę pyłu i gazu wokół komety Halleya i przesłać szczegółowe zdjęcia jej stałego jšdra. Czujniki Giotta pozwalały utrzymywać trasę lotu według położenia Ziemi i Słońca. Sonda nie mogła jednak ustalać swego położenia według jakiej gwiazdy, ponieważ w locie obracała się wokół własnej osi. Dlatego została wyposażona w star mapper - urzšdzenie umożliwiajšce ledzenie kilku najjaniej wiecšcych gwiazd i porównywanie z mapš nieba przechowywanš w pamięci komputera pokładowego.
Jeli pozorna droga gwiazdy na niebie była nieprawidłowa, kontrolerzy naziemni instruowali silniki Giotta, aby skorygowały położenie.
Precyzyjne sterowanie sondš było stosunkowo łatwe. Trudniejsze było ustalenie pozycji jšdra komety. Pomogła tu w dużym stopniu współpraca międzynarodowa. Dwie radzieckie sondy kosmiczne Vega dotarły w pobliże komety mniej więcej tydzień wczeniej niż sonda Giotto. Przelatujšc w odległoci 8 000 km od komety, zrobiły pierwsze zdjęcia ukazujšce położenie jej jšdra względem dwóch statków kosmicznych Vega.
Wykorzystujšc rozmieszczone na całym wiecie radioteleskopy, amerykańscy naukowcy nastawili odbiorniki na radzieckie transmisje radiowe i ustalili położenie statków Vega. Uzbrojeni w te dane i w fotografie z Vegi Rosjanie mogli okrelić pozycję jšdra komety. Pozwoliło to Europejczykom doprowadzić sondę Giotto na właciwš odległoć od jšdra komety. Z odległoci 605 km Giotto zrobił zdjęcia, które zadziwiły astronomów. Jšdro komety Halleya (gęsty rdzeń składajšcy się z czšsteczek lodu i skał) okazało się czarnym jak węgiel obiektem w kształcie ziemniaka majšcym 16 km długoci i 8 km szerokoci, wyrzucajšcym gejzery białego gazu na odległoć ponad 1600 km.
Monterzy w przestrzeni kosmicznej
Aby naprawić uszkodzonego satelitę komunikacyjnego Westar VI, astronauta Dale Gardner (z lewej) wyszedł na zewnętrz wahadłowca Discovery za pomocš umieszczonego w plecaku silniczka odrzutowego, czyli aparatury manewrujšcej (MMU). Będšc u celu odpalił silniczki MMU, aby zapobiec obracaniu się satelity. W tym czasie jego towarzysz Joseph Allen podjechał do satelity na wysuniętym ramieniu robota. Ramię przycišgnęło satelitę i astronauci powrócili do wahadłowca.