კოსმოსური საფრენი აპარატი

კოსმოსური საფრენი აპარატი (კსა) — კოსმოსში გასაფრენი ან კოსმოსში საფრენი აპარატების ზოგადი სახელწოდება (მაგალითად რაკეტა-მატარებელი, კოსმოსური ხომალდი, ორბიტური და პლანეტათშორისი ავტომატური და ეკიპაჟიანი სადგურები, დედამიწის და სხვა ციური სხეულების ხელოვნური თანამგზავრები).

კოსმოსური საფრენი აპარატები ორი ძირითადი ჯგუფისაა: 1. დედამიწის ახლოს გეოცენტრულ ორბიტაზე მოძრავი ორბიტური აპარატები, რომლებიც არ გადიან დედამიწის მიზიდულობის სფეროს გარეთ (მაგალითად, დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრი); 2. პლანეტათშორისი აპარატები, რომლებიც ფრენის დროს სცილდებიან დედამიწის მიზიდულობის სფეროს და შედიან მზის, პლანეტებისა და მათი ბუნებრივი თანამგზავრების გავლენის სფეროში.

კოსმოსური საფრენი აპარატი არის ავტომატური (მაგალითად ავტომატური საპლანეტათშორისო სადგური) და ეკიპაჟის მიერ პილოტირებული (კოსმოსურ ხომალდ-თანამგზავრები, ორბიტური სადგურები, პლანეტათშორისი კოსმოსური ხომალდები). უკვე შექმნილიას აღნიშნული კოსმოსური საფრენი აპარატების უმეტესი სახეობა: მიმდინარეობს მუშაობა პლანეტათშორისი ხომალდების შესაქმნელად ადამიანის სხვა პლანეტებზე გასაფრენად, მრავალგზისი გამოყენების სატრანსპორტო კოსმოსური ხომალდების დასაპროექტებლად და სხვა.

განასხვავებენ კოსმოსური საფრენი აპარატის ფრენის სამ უბანს: აპარატის ორბიტაზე გაყვანას, რისთვისაც მას ანიჭებენ მოცემული მიმართულებით საჭირო კოსმოსურ სიჩქარეს; ორბიტურ ფრენას, როდესაც აპარატი მოძრაობს ძირითადად ინერციით ციური მექანიკის კანონების შესაბამისად და დაჯდომის უბანს.

ზოგჯერ კოსმოსურ საფრენ აპარატს აქვს საბორტო რაკეტული ძრავები, რომლებიც ფრენის ორბიტურ უბანზე მოძრაობის ტრაექტორიის შეცვლის ან დაჯდომის წინ აპარატის დამუხრუჭების საშუალებას იძლევიან.

რაკეტა-მატარებელი (კოსმოსური რაკეტა) ერთადერთი საშუალებაა კოსმოსური საფრენი აპარატის კოსმოსურ სივრცეში გასაყვანად. რაკეტის მაქსიმალური სიჩქარე დამოკიდებულია რეაქტიული ჭავლის გამოდინების სიჩქარეზე, რაც თანამედროვე ქიმიური სათბობის გამოყენებისას შეადგენს 3000-4500 მ/წმ-ს. მიუხედავად ასეთი სიჩქარისა, ერთსაფეხურიან რაკეტას არ შეუძლია განავითაროს კოსმოსში ფრენისათვის საჭირო სიჩქარე (დაახლოებით 8 კმ/წმ). ამიტომ იყენებენ შედგენილ რაკეტას, რომელსაც ფრენის დროს სცალდება კონსტრუქციის ნაწილები (დახარჯული სათბობის ავზები, ძრავები). კოსმონავტიკაში გამოყენებულ ძირითად რაკეტებს (რაკეტა-მატარებლებს) 2-4 საფეხური აქვს. რაკეტის მოწყობილობა შედგება მართვის სისტემებისა და აგრეგატებისაგან, რომლებიც საჭიროა ფრენის დროს სამართავად, ნამუშევარი საფეხურების მოსაცილებლად, სათბობის ავზების ჩასაბერად, ძრავებში სათბობის მიწოდების სარეგულირებლად და სხვა. კოსმოსური რაკეტის ძალური დანადგარი ჩვეულებრივ შედგება რამდენიმე ძრავასაგან, რომელთა მუშაობა სინქრონიზებულია. რაკეტა-მატარებლით კოსმოსში გაყვანილი დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრის მოძრაობის სიჩქარე კოსმოსური სიჩქარის (დაახლოებით 7.91 კმ/წმ) ტოლი ან მასზე ცოტა მეტია, პლანეტათშორისი კოსმოსური საფრენი აპარატის სიჩქარე აღწევს კოსმოსურ სიჩქარეს (11.19 კმ/წმ), ხოლო კოსმოსური სიჩქარისას (დაახლოებით 16.67 კმ/წმ) საფრენ აპარატს შეუძლია გასცილდეს მზის სისტემას.

უმეტესი კოსმოსური საფრენი აპარატების თავისებურებაა კოსმოსურ სივრცეში ხანგრძლივი დამოუკიდებელი ფუნქციონირების უნარი. კოსმოსურ საფრენ აპარატში შექმნილია ადამიანის არსებობის და მუშაობის სათანადო პირობები. ასეთ აპარატში საჭიროა გარკვეული თბური რეჟიმის შენარჩუნება, საბორტო აპარატურის ენერგომომარაგების უზრუნველყოფა, დედამიწასთან რადიოკავშირის დამყარება და ა. შ.; ეკიპაჟიან კოსმოსურ საფრენ აპარატში აუცილებელია ჰერმეტულ კაბინაში სუნთქვისათვის გამოსადეგი ატმოსფეროს შენარჩუნება, მისი რეგენერაცია, ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის რეგულაცია, კოსმონავტების საკვებითა და წყლით მომარაგება და სხვა.

კოსმოსური ფრენის ერთ-ერთი მეტად რთული პრობლემაა კოსმოსური საფრენი აპარატის დედამიწაზე ან სხვა ციური სხეულების ზედაპირზე დაშვება. დაჯდომის მომენტში საჭიროა კოსმოსური საფრენი აპარატის სიჩქარის ნულამდე შემცირება. კოსმოსური საფრენი აპარატის დამუხრუჭება შესაძლებელია ორი ხერხით: დამამუხრუჭებელი რეაქტიული ძალისა და ატმოსფეროში აპარატის მოძრაობის დროს წარმოქმნილი აეროდინამიკური ძალის გამოყენებით. პირველ შემთხვევაში ჩამოსაშვები აპარატი მომარაგებული უნდა იყოს დამამუხრუჭებელი სარაკეტო ძრავიანი დანადგარითა და სათბობის დიდი მარაგით. ასეთ დამუხრუჭებას მიმართავენ მხოლოდ ისეთ ციურ სხეულებზე დაჯდომის დროს, სადაც ატმოსფერო არ არის (მაგალითად მთვარეზე). საფრენი აპარატის დაჯდომისათვის აეროდინამიკური დამუხრუჭების გამოყენება უფრო ხელსაყრელია კოსმოსური საფრენი აპარატის დედამიწაზე დასაჯდომად. დამუხრუჭებას იწყებენ ბალისტიკურ ტრაექტორიაზე მოძრაობის დროს, ხოლო დედამიწის ზედაპირთან მიახლოების მომენტში იყენებენ პარაშუტებს.