2-mavzu: Quyosh sistemasi, Quyosh sistemasidagi sayyoralar

Kosmonavtika - (kosmos va yun. nautike — kemani boshqarish sa0nʼati) — kosmik fazoga parvoz qilish; turli xildagi kosmik apparatlardan foydalangan holda kosmosni va Yerdan tashqaridagi kosmik obʼyektlarni oʻrganishni taʼminlaydigan fan va texnika soxalari majmui. Quyidagi muammolar bilan shugʻullanadi: kosmik uchishlar nazariyasi — trayektoriyalarni hisoblash; ilmiytexnikaviy kosmik raketalar, boshqarish bort tizimi, uchirish joyi qurilmalari, boshqariluvchi kemalar va stansiyalar, ilmiy lab. jihozlari hamda yerdagi uchirishni boshqarish tizimini yaratish, trayektoriyani oʻlchash xizmati, telemetriya, orbital stansiyalarni jihozlash va bosh-qarish; tibbiy-biologik hayotni taʼminlash bort tizimini yaratish; ortiqcha zoʻriqish, vaznsizlik, radiatsiya va shahri k. masalalar bilan bogʻliq ravishda inson organizmida kechadigan noxush hodisalarni bartaraf qilish; kosmik fazo va sayyoralardan foydalanishning huquqiy, xalqaro huquq meʼyorlari boʻyicha boshqarish masalalari va boshqa
Kosmik fazoga uchish mumkinligining nazariy asoslarini birinchi boʻlib, 19-asr oxirida K. E. Siolkovskiy yaratdi. U oʻzining "Reaktiv qurilmalar yordamida Olam fazosini tadqiq etish" (1903) va boshqa asarlarida kosmik parvozlarni texnik jihatdan amalga oshirish mumkinligini koʻrsatib, K.ning asosiy muammolarini hal qilish yechimlarini berdi. K. masalalarini yechishda I. V. Meshcherskiy, Yu. V. Kondratyuk (1897—1942), F. A. Sander (1887—1933) kabi rus olimlari, R. EnoPeltri (Fransiya) va boshqa olimlar oʻz ishlari bilan qatnashdilar. 20-asr 20-yillarida K. asosiy gʻoyalarini targʻib qilish va bu sohaning amaliy muammolarini birgalikda hal etish maqsadida bir necha mamlakatlarda, jum-ladan, Rossiya (1924), Avstriya (1926), Germaniya (1927), Buyuk Britaniya va AQShda (1930) K. jamiyatlari tuzildi. 1921 yilda Rossiyada raketa texnikasiga doir ishlar boshlanib, Gazodinamik laboratoriya tashqil etildi.
1933 yilda S. P. Korolyov boshchiligida birinchi marta suyuq yonilgʻili raketalar uchirildi. 1933 yil oxirida Moskvada Reaktiv i. t. instituta ishga tushdi.
AQShda suyuq yoqilgʻili reaktiv dvigatellar boʻyicha ishlar R. Goddard tomonidan 1921 yilda boshlandi, suyuq yonilgʻili raketalarni uchirish esa 1926 yilda amalga oshirildi. Germaniyada bu turdagi dvigatellarning lab. sinovi G. Obert tomonidan 1929 yilda, suyuq yonilgʻili dvigatellarni uchirish boʻyicha sinovlar esa I. Venkler tomonidan 1931 yilda boshlandi.
Kosmik eraning boshi — birinchi Yerning sunʼiy yoʻldoshi (YESY) uchirilgan kun (1957 yil 4 okt.)dan hisoblanadi (qarang Yer sunʼiy yoʻldoshlari). 1959 yilda sayyoralararo avtomatik stansiya "Luna-2" Oy sirtiga qoʻndirildi. Kosmik eraning boshqa muhim voqealari kosmik fazoga Yu. A. Gagarin (1961 yil 12 aprel) va birinchi ayol-kosmonavt V. Tereshkova (1963 yil 16 iyun)ning uchishi boʻldi. K. tarixida navbatdagi muhim voqea 1969 yil 16—24 iyulda N. Armstrong , E. Oldrin va M. Kollinzlar (AQSH) tomonidan Oyga uyushtirilgan birinchi ekspeditsiya hisoblanadi.
Quyidagi mamlakatlarda kosmik apparatlar yaratilgan: Rossiyada (1957 yil dan), AQShda (1958 yildan), Fransiyada (1965 yildan), Yaponiya va Xitoyda (1970 yildan), Buyuk Britaniyada (1971 yildan), Hindistonda (1980 yildan).
Zamonaviy kosmik uchishlar nazariyasi osmon mexaniqasi va uchish apparatlarini boshqarish nazariyasiga tayangan. Klassik osmon mexaniqasidan farq qilib, bu yoʻnalish astrodinamika deb yuritiladi. Astrodinamikaning eng muhim boʻlimlaridan biri — uchish trayektoriyalarini tuzatish (korreksiyalash) nazariyasi deb ataladi. YESY hisoblangan trayektoriyadan chetga chiqishi (ogʻishi) ham mumkin; u ushbu omillarga bogʻliq boʻladi: oldindan hisoblash qiyin boʻlgan ogʻdiruvchi kuchlar (zichligi oʻzgarib turuvchi atmosfera qarshiligi, Yerning nosferikligi, bir jinsli emasligi va boshqalar) mavjudligi va boshqa
Kosmik majmualarni yaratish murakkab ilmiy-texnik muammo hisoblanadi. Yirik eltuvchi raketa (ER)larning startoldi massasi 3000 t, uzunligi esa 100 m dan ortiq boʻladi. Ularda zarur yonilgʻi zahiralarini (umumiy massasining 90%) ratsional joylashtirish, raketa tuzilishini iloji boricha yengil qilish, yonilgʻi ishlatilgandan soʻng shu bosqichni qaytarib tushirish va boshqa raketa tuzilishiga xos muammodir.
ER dvigateli qurilmasining quvvati bir necha GVt gacha boradi. Odatda ER bir necha dvigateldan tashqil topib, ularning sinxron (uygʻunlashib) ishlashi boshqarish tizimi orqali amalga oshiriladi. ER dvigatellari uchun, odatda, qattiq kimyoviy yonilgʻi, suyuq yonilgʻi ishlatiladi (qarang Raketa dvigateli). Yadro energiyasida ishlaydigan RD dvigatellari sinov bosqichida (2003).
Kosmik apparat (KA)larni orbitaga chiqarish uchun YESYlarga birinchi kosmik tezlik (7,91 km/s) dan ortiq, KK ni boshqa sayyoralar (Mars, Venera)ga chiqarish uchun, ikkinchi kosmik tezlik (11,19 km/s) dan ortiq, Quyosh sistemasidan chiqib ketish uchun esa, uchinchi kosmik tezlik (16,6 km/s) danortiq tezlik berish kerak. Orbitaga chiqariladigan KAlarni 2 guruhga ajratish mumkin: Yer atrofida uchuvchi (YESY) va uzoq, kosmosga, mas, Oy yoki boshka sayyoralarga uchuvchi apparatlar. Keyingi guruhga kiruvchi KAlarning ERlari (boshlangich tezligining kattaligi sayyoraga yaqinlashgach tormozlovchi impuls va Yerga qaytishi uchun tezlikni orttirish zarurligini eʼtiborga olsak) yetarli darajada katta quvvatli boʻlishi kerak. Kosmik apparat kosmik fazoning murakkab sharoitida uzoq, vaqt mustaqil ishlashi uchun unda bir qancha tizimlar — temperaturani saqlash tizimi, elektr manbai (mas, Quyosh batareyalari) va yonilgʻi bilan taʼminlash tizimi, Yer va boshqa kosmik jismlar bilan aloqa qilish tizimlari, uchishni boshqarish tizimi va boshqa boʻlishi kerak. Kema bortiga turli-tuman i. t. asboblari oʻrnatiladi. Ularning ishini kema bortidagi boshqarish kompleksi tartibga solib turadi. Tushiriladigan apparat atmosferada qizib ketmasligi uchun issiqqa chidamli maxsus konteynerga joylashtiriladi. Ekipajli kosmik kemalarda qoʻshimcha tibbiy-ekologik muammolarni hal qilishga toʻgʻri keladi. Ularda ekipajni zararli nurlar, vakuum va kosmik muhitning boshka omillaridan saqlash tizimi, hayotni taʼminlash tizimi boʻlishi zarur. Kosmosga uchish inson organizmida vaznsizlikka, oʻta nagruzkaga chidamlilikni talab qiladi. "Vosxod" kemasida bajarilgan eksperiment va tadqiqotlar, insonning ochiq kosmosga chiqishi, "Soyuz" kosmik kemalarida uchishlar orbital stansiyalarning yaratilishiga olib keldi va "Salyut", "Mir", "Skayleb" orbital stansiyalari uchirildi.
ER va KAlarning uchishi Yerdan boshqarish xizmatining keng tarmogʻi mavjud boʻlishini talab qiladi. Shu maqsadda Yer sirtida kosmik aloqa punktlari, okeanda esa maxsus jihozlangan aloqa kemalari joylashadi. KAlarni Yerga qoʻndirishda qutqarish va evakuatsiya xizmati yordamga keladi. KA bortidagi boshqarish tizimi va Yerdagi koʻplab xizmat tizimlari orasidagi bogʻlanishlarni tashqil etish, uchishni texnik boshqarish orqali amalga oshiriladi.
K.ning avtomatik vositalari Yerni ilmiy tadqiq qilishga, atmosferaning yuqori qatlamlarini, ionosfera va radiatsion mintaqalarini bevosita oʻlchashga, Yerning haqiqiy shaklini va gravitatsion maydoni anomaliyasini aniqlashta imkon beradi.
Oy va sayyoralarni ilmiy tadqiq qilishda Oy atrofi va sayyoralar atrofi fazosida, Oy sirtida, sayyoralar atmosferasida va sirtida bevosita oʻlchashlar olib boriladi. Sayyoralararo KA Oy, Merkuriy, Venera, Mars, Yupiter, Saturn, Uran, Neptun va ularning yoʻldoshlarini ayrim kometa (mas, Galley) va asteroidlarni tekshirdi. Oy tuprogʻidan namunalar keltirildi, Mars tuprogʻida mikroorganizmlarning bor yoki yoʻqligi tekshirildi (qarang "Viking").
Quyoshning ultrabinafsha diapazondagi nurlanishni KA yordamida tadqiq qilib, uning tuzilishi, faolligi va insonning amaliy faoliyatiga taʼsiri masalalarida fanni talay yangiliklar bilan boyitdi; Koinotning yuzlab rentgen va gamma diapazonlarda nurlanuvchi manbalarini ochdi; yuqori energiyali obʼyektlarda kechayotgan fizik jarayonlarning mohiyatini anglashga imkon berdi. K. vositalari, nisbiylik nazariyasi tomonidan taʼkidlangan samaralarni aniqlashga va shu asosda borliqning fundamental asoslarini tadqiq qilishga imkon yaratdi; aloqa yoʻldoshlari, Yer sharining katta qismi uchun televizion dasturlarni retranslyasiya qilib, telefon va telegraf aloqalarini ham amalga oshirmoqsa ("Molniya", "Raduga", "Ekran" va boshqalar).
Yerga yaqin kosmik fazoni, sayyoralar va ularning tabiiy yoʻldoshlarini, Quyoshni, Quyosh — Yer va boshqa sayyoralararo bogʻlanishlarni oʻrganish boʻyicha ilmiy eksperimentlar oʻtkazish, yulduzlar evolyusiyalarini tadqiq qilish, uzoq kosmosda murakkab organik birikmalarning hosil boʻlish masalalarini tadqiq qilish va boshqa tadbirlar K.ning amalda bajariladigan ishlariga kiradi. Bu esa Yerda hayotning paydo boʻlishi haqidagi maʼlumotlarni aniqlash uchun katta ahamiyat kasb etadi. Fundamental va amaliy bilimlarni oʻrganish maqsadida tibbiy-biologik eksperimentlar oʻtkaziladi, shuningdek, yuqori energiyaga ega boʻlgan kosmik nurlarniig yuzaga kelish jarayonlari, modda va antimoddalarning annigilyasiya hodisalari tadqiq qilinadi. Tabiiy boyliklarni, baliq zahiralarini izlashda, oʻrmon va qishloq xoʻjaligi yerdariga bahr berishda, harita tuzishda kosmik suratga olish usuli keng qoʻllaniladi. Texnologik jarayonlar: kosmik payvandlash, vaznsizlik holatda kristallarni oʻstirish va boshqa kosmik tadqiqotlarning muhim bosqichi hisoblanadi. Mac, materiallardagi baʼzi metallurgiya va kristallokimyo jarayonlarga vaznsizlikning taʼsiri EPAS dasturi boʻyicha "Salyut" orbital stansiyasida Rossiya — AQSH kosmonavtlarining birgalikda uchishi vaqtida oʻrganildi. V. A. Lyaxov va V. V. Ryuminlar orbitada birinchi marta radioteleskopni oʻrnatdilar va uning yordamida astrofizik va geofizik tadqiqotlar oʻtkazdilar. Bunda birinchi marta ikki tomonlama televizion aloqa tizimiishga tushirildi . L. I. Popov va V. V. Ryuminlar (185 kun), O. Yu. Atkov (265 kun), L. D. Kizimov 265 kun, V. A. Solovyov (237 kun) kosmosda eng uzoq vaqt boʻldilar. Kosmosda uzoq vaqt uchishning inson organizmiga biologik taʼsiri haqida yangi muhim maʼlumotlar olindi. "Interkosmos" dasturi boʻyicha oʻtkazilgan oʻnlab tadqiqotlar Yerning tabiiy resurslari, meteorologik va boshqa maʼlumotlar haqida qimmatli axborotlar olishni taʼminladi.
Kosmik navigatsiya vositalari kema va samolyotlarning turgan oʻrnini yuqori aniqlikda aniqlashga imkon beradi; kosmik meteorologiya vositalari ob-havo maʼlumotlari aniqligini oshiradi. K. amaliyotidan kelgan foyda uning rivojlanishi uchun qilingan barcha sarflardan yuqori. K. insoniyatning rivojlanishi uchun atrof muhitni saqlashdagi bir qancha masalalarni yechishga, zararli sanoat va radioaktiv chiqindilarning toʻplanish xavfini bartaraf qilishga yordam beradi (yana q. Meteorologik YESY esa Yer shari boʻylab bulutlarning taqsimlanishi hodisasini, Yerning issiqlik nurlanishi haritalarini olishda foydalaniladi, siklonlarning harakat yoʻnalishlarini qoʻllab, bu maʼlumotlar dunyo meteorologik markazlariga oʻzatiladi va ular asosida aholi uchun kelgusi bir necha kunlik ob-havo maʼlumoti eʼlon qilinadi.
Yerning tabiiy resurslarini aniqlash va ekologik holatini nazorat qilish borasida YESYning ahamiyati borgan sari ortib bormokda. Turli yorugʻlik filtrlari yordamida YESIdan olingan Yer sirtining fotosuratlari uning yashil boyligi holati, yuqrri yuzalarining oʻzgarishi, ekin zonalari va oʻrmonlarning holati, dehqonchilik ishlarining borishi, kutilayotgan hosil, oʻrmon yongʻinlari dinamikasiga doir bir talay maʼlumotlarni beradi. Bu maʼlumotlar dehqonchilik, chorvachilikni yoʻlga qoʻyishda, tabiiy ofatlarning oldini olishda muhim ahamiyat kasb etadi.
Jahonda 1957— 2003 yillar mobaynida kosmosga uchirilgan kosmik kemalar, avtomatik stansiyalar: "Azura-1" (Germaniya), "Apollon" (AKSH), "Asteriks-1" (Fransiya), "Venera" (Rossiya), (AQSH), "Vostok" va "Vosxod" (Rossiya), "Voyajer" (AQSH) va "Jemini" (AQSH), "Zond", "Interkosmos", "Kosmos" "Luna" "Mars" (Rossiya), "Merkuriy" (AQSH), "Mir", "Molniya" (Rossiya), "Osumi" (Yaponiya), "Pioner" va "Polyot" (Rossiya), "Prospero" (Angliya), "Proton", "Salyut" (Rossiya), "Skayleb" (AQSH), "Soyuz", "Sputnik" (Rossiya), "Endever" (AKSH) va h. k. Kosmosga jami 432 kosmonavt (shu jumladan, 232 astronavt) parvoz qilgan (2003).
K. rivojlanishida oʻzbekistonlik olimlarning ham hissasi bor. Oʻzbekistonda "Koinot" ilmiy ishlab chiqarish boshqarmasi faoliyat koʻrsatmoqda (1980 yildan), Oʻzbekiston Respublikasi Kosmonavtika federatsiyasi tuzilgan (1977 yildan), iqtidorli maktab oʻquvchilarining Xalqaro aerokosmik maktabi ishlab turibdi (1990 yildan, uning tashkilotchisi va rahbari akad. Sh. Vohidov). Uchuvchi-kosmonavt V. A. Jonibekov, Qirgʻizistonning Oʻsh viloyatida tugʻilib oʻsgan oʻzbek uchuvchi-astronavti Solijon Sharipov kosmosga parvoz qilishgan.
K. fan va texnikaning istiqbolli yoʻnalishlaridan boʻlib, insoniyatning bugungi global (demografik, energetik, ekologik va boshqalar) muammolarini hal qilishda K.ga doir maxsus rejalar mavjud. 21-asrda Marsni ekipajli sayyoralararo kosmik kema yordamida oʻrganish, Oyda koʻp maqsadli stansiyani, Yer atrofi orbitasida yirik Kuyosh fabrikasini va bir necha oʻn ming kishiga moʻljallangan "kosmik mustamlakalar"ni qurish loyihalari shular jumlasidan. Ekipajli sayyoralararo kosmik kemani Marsga uchirish loyihasini Rossiya va AQSH olimlari hamkorlikda amalga oshirishmokda. Olti kishidan iborat ekipajni Marsga uchirish moʻljallangan. Ayni paytda Yevropa agentligi mamlakatlari, AQSH, Rossiya kosmik agentliklari bilan birgalikda qurayotgan Xalqaro kosmik stansiyasi (XKS) yirik kosmik industriyaning debochasi hioblanadi. Mazkur styada oʻnlab lab.lar ishlaydi.