Zdefiniuj I i II prędkoś kosmiczną. Historia lotów kosmicznych.

I prędkość kosmiczna- jest to prędkość, którą należy nadać ciału, aby poruszało się po orbicie kołowej.
V1=7,8km/s
II prędkość kosmiczna- to najmniejsza prędkość, którą należy nadać ciału wyrzuconemu z Ziemi, aby oddaliło się teoretycznie do nieskończoności
V2=11km/s

Początek ery załogowych lotów kosmicznych datuje się na 12 kwietnia 1961 roku, kiedy na pokładzie statku kosmicznego WOSTOK I wystrzelono radzieckiego kosmonautę Jurija Gagarina (1934-1968). Jego statek wykonał okrążenie Ziemi w 90 minut. Po katapultowaniu się ze statku, który opadł na Ziemię, Gagarin wylądował na spadochronie.

Następny historyczny lot na powierzchnię Księżyca zapoczątkowano 16 lipca 1969roku. Załogę statku APOLLO 11 tworzyli doświadczeni piloci armii Stanów Zjednoczonych: Neil Amstrong, Michael Collins, Edwin”Buzz”Aldrin. Fazy lotów wszystkich statków Apollo są podobne do siebie, chociaż poszczególne misje różnią się w szczegółach.

20 lipca 1969roku, lądownik LM opadł na powierzchnię Srebrnego Globu
21 lipca 1969 roku Neil Amstrong opuścił pojazd księżycowy statku kosmicznego APOLLO11 (który kilka godzin wcześniej wylądował na Księżycu). Przebywał on tam 3 godziny. Miliony ludzi na całym świecie usłyszały jego słowa ”Dla człowieka to jeden mały krok, a dla ludzkości ogromny krok naprzód”. Wkrótce potem dołączył do niego Buzz Aldrin. Był to jeden z najważniejszych momentów w historii badania przestrzeni kosmiczne. Po raz pierwszy istoty ludzkie postawiły stopy w innym świecie. Obaj lunonauci odziani byli w specjalne skafandry chroniące ich przed szkodliwym oddziaływaniem skrajnie obecnego środowiska. Na plecach nosili oni układy życiodajne, utrzymujące właściwą atmosferę we wnętrzu skafandrów i zabezpieczające odpowiednia klimatyzację. Układy te pozwalały na przebywanie poza kabiną lądownika przez okres do 4,5godzin.
Pierwszym zadaniem N.Amstronga i E.Aldrina było sprawdzenie możliwości pobytu człowieka na powierzchni Księżyca. Gdy się przekonali, że poruszanie się po niej nie stanowi zagrożenia, przystąpili do realizacji programu badawczego. Zebrali oni przede wszystkim ok.22kg próbek gruntu, luźnych kamieni i pyłu umieszczając je w odpowiednich pojemnikach. Amstrong wbił w powierzchnie Księżyca pręt i rozwiesił na nim folię aluminiową o grubości 25mm,w której zatrzymywały się jądra helu wchodzące w skład wiatru słonecznego, docierającego tu-ze względu na praktyczny brak atmosfery-bez specjalnych przeszkód. W czasie powrotu do wnętrza lądownika astronauci zabrali folię, aby zbadać ją w laboratorium na ziemi. Jednym z głównych zadań było także zatknięcie amerykańskiej flagi na powierzchni Srebrnego Globu i umieszczenie na Księżycu pamiątkowej tabliczki. Obaj astronauci rozłożyli także na powierzchni Srebrnego Globu przyrządy wchodzące w skład zestawu ESCEP (zestaw pierwotny naukowej aparatury doświadczalnej Apollo). Był to układ sejsmometrów biernych PSEP oraz zwierciadło do odbijania promieniowania laserowego wysyłanego z Ziemi.

Po powrocie z Księżyca do statku macierzystego następuje przeniesienie wszystkich cennych materiałów do wnętrza tego ostatniego, odrzucenie niepotrzebnego już członu startowego LM. W odpowiednim czasie Apollo startuje z orbity okołoksiężycowej w kierunku Ziemi. Na mniej więcej 15 minut przed wtargnięciem w jej atmosferę odrzuca się zbędny teraz człon napędowy APOLLA. Człon załogowy swą tępą częścią niby tarcza wdziera się w płaszcz gazowy Ziemi. Wtargnięcie następuje na wysokości około 120 km. Mija tylko około kwadransa i kabina z załogą woduje łagodnie w niewielkiej odległości od oczekujących ją okrętów. Po powrocie na ziemię Amstrong powiedział, że księżycowy pył przylgnął mu do jego buta, jak sproszkowany węgiel drzewny. Obaj astronauci stwierdzili, że chodzenie po Księżycu, gdzie siła grawitacyjna jest sześciokrotnie niższa niż na Ziemi, było łatwe nawet w ich dosyć ciężkich skafandrach.

Dla nas Polaków, dzień 27 czerwca 1978roku nabrał szczególnego znaczenia-w dniu tym pierwszy Polak, mjr dypl. Pil. Mirosław Hermaszewski znalazł się w Kosmosie. Wraz z kosmonautą radzieckim płk Piotrem Klimukiem wystartował statkiem „SOJUZ 30” z kosmodromu Bajkonur, aby w dniu 28 czerwca 1978roku przejść do stacji „Salut 6” i przystąpić do wykonywania doświadczeń i badań przewidzianych programem. Cały czas lotu naszego kosmonauty-podobnie jak radzieckiego- wypełniony był pracą. W programie badań przeważała tematyka medyczno-biologiczna, na drugim planie znalazły się badania dla polskich fizyków, na trzeci-dla technologów, poza tym badano atmosferę i powierzchnię Ziemi oraz urządzenia opracowane w ramach programu „Interkosmos”. Lot ten był, więc cenny nie tylko ze względu na pobyt pierwszego Polaka w przestrzeni kosmicznej, dzięki czemu tradycje lotnicze naszego narodu zostały wzbogacone o tak istotny element, ale również-i w nie mniejszym stopniu- z powodu wykonywania w Kosmosie badań opracowanych przez polskich specjalistów. Fakty te świadczą o aktywnym udziale Polski w badaniach kosmicznych i o możliwości czerpania z nich wielkich korzyści. Po wykonaniu przewidzianych badań, dnia 5 lipca 1978roku P.Klimuk i M.Hermaszewski powrócili na Ziemię. W stacji pozostali W.Kowalonok i A.Iwanczenkow, którzy nadal prowadzili badania,m.in. w temacie „Ziemie”, zapoczątkowane przez polskiego kosmonautę.

W kosmosie zaczęły być pokonywane nawet rekord! Jednymi z rekordzistów stali się właśnie W.Kowalonok i A.Iwanczenkow, którzy przebywali tam 139dni 14godzin 48minut.{Dnia 26sierpnia 1978roku SOJUZEM31 wystartowała połączona załoga –kosmonauta radziecki W.Bykowski oraz obywatel NRD, kosmonauta-badacz Siegmut Jahn}
W SKYLABIE przebywało dziewięciu kosmonautów, łacznie przez 172dni. Kolejny rekord pobytu w kosmosie ustanowili A.Bierezowoj i W.Lebiediew przebywali oni tam 211dni.Podczas lotu rekordowego kosmonauci umieścili na orbitach dwa małe satelity „Iskra 2i3” do amatorskiej łączności radiowej oraz wykonali wiele eksperymentów i badań, mających doniosłe znaczenie naukowe i gospodarcze. Niezwykle cennych informacji dostarczyli geologom, astrofizykom, kartografom, glacjologom, specjalistom rolnictwa i leśnictwa. Uruchomili nowe urządzenie technologiczne „Korund”, w których uzyskali bardzo wartościowe materiały. Przeprowadzili liczne eksperymenty technologiczne, umożliwiające uzyskanie nowych materiałów półprzewodnikowych i stopów. W programie badań biologicznych obserwowali rozwój 26 obiektów biologicznych w stanie nieważkości. Prowadzili obserwacje astrofizyczne w zakresie fal rentgenowskich. Wykonywali tysiące zdjęć Ziemi oraz ponad 120tyś. widm różnych obiektów kosmicznych. W dziedzinie medycyny kosmicznej otrzymali cenne informacje o zachowaniu się organizmu w czasie długotrwałego oddziaływania nieważkości. Stwierdzono, że nie ma obecnie niemożliwych do pokonania przeszkód w zwiększania czasu trwania ekspedycji kosmicznej. Rozładowali też 4 statki towarowe „PROGRESS 12,14,15,16”

W roku 1975 na orbicie doszło do połączenia dwóch rywalizujących ze sobą krajów. Połączenie amerykańskiego Apolla 18 i radzieckiego Sojuza19 i wspólnego lotu, co miało symbolizować przełom w zimnej wojnie.

Oprócz historycznych lotów, rekordów miały miejsce także katastrofy!
~Apollo 1, start 21,02,1967
-27,01,1967-podczas symulowanego odliczania załoga znajdowała się w statku umieszczonym na szczycie rakiety nośnej Saturn1B. Około 23:30:55 (czas 10min.)doszło do zwarcia w wiązce kabli w lewej części kabiny przed krzesłem Graissoma. Powstały łuk elektryczny spowodował w atmosferze czystego tlenu pod ciśnieniem 1151hPa gwałtowny pożar, o którym zameldował Chaffee o 23:31:03 słowami „Ogień, czuję dym.”. Zgodnie z instrukcją siedzący w środkowym krześle White rozpoczął procedurę otwierania włazu i jednocześnie potwierdził niebezpieczeństwo:” pożar w kabinie!”. Ostatnie słowa Cheffee’go, wypowiedziane o 23:31:17 brzmiały: ”wydostańcie nas stąd!”. Chwilę później kabina statku pękła pod ciśnieniem gazów z pożaru, które wydostały się na zewnątrz i spowodowały zatrucie u 27 śpieszących na ratunek techników. O 23:36 właz kabiny został otwarty, lecz wewnątrz zastano tylko zgliszcza. Astronauci zmarli w wyniku zatrucia dwutlenkiem węgla i poparzeń. Skafander Grissoma był spalony w 70%,White’a w 20%, a Chaffee’go w 15%.
~Sojuz 18-1,start 05,04,1975 o 11:04:54,038 z wyrzutni LC1 kosmodromu Bajkonur. (Planowane połączenie i dwu miesięczny pobyt na pokładzie Saluta-4)

Po zakończeniu pracy drugiego stopnia nie nastąpiła w T+291 s separacja od trzeciego stopnia rakiety. Po włączeniu silników trzeciego stopnia automatyka stwierdziła odchylenie od zaplanowanego reżimu lotu i w T+294,81 s awaryjnie wyłączyła silnik na wysokości 192km oraz wydała rozkaz przerwania lotu i powrotu po stromej trajektorii balistycznej. Według wskazań rejestratora maksymalne przeciążenie osiągnęło 20,6 G, ale podług późniejszych badań sięgnęło poziomu 22 G. Lądowanie 05,04,1975 o 11:26:21 SW w okolicy Gorno-Ałtajska, w pobliżu granicy z ChRL na zaśnieżonym stoku góry Teremok-3 w Ałtaju. Lądownik stoczył się po jej zboczu i zbliżył do skraju kilkusetmetrowej przepaści. Tu został zatrzymany przez drzewa, o które zaczepił spadochron, nie odstrzelony przez Łazariewa, który odniósł obrażenia wewnętrzne. Ewakuacja załogi nastąpiła 06,04,1975.

Czas lotu statku:21m 27s.
~Sojuz T-01-1,start 26,09,1983 o 19:37:51 z wyrzutni LC1 na Bajkonurze
W czasie 90s podczas rozruchu pomp paliwowych pierwszego stopnia, w jednej z nich doszło do awarii. Nie otworzył się jeden z zaworów, co spowodowało pracę pompy bez smarowania. To spowodowało jej przegrzanie, a następnie wybuch. Wzniecił on pożar u podstawy rakiety nośnej Sojuz-U. Pożar ten zniszczył wiązkę kabli telemetrycznych przekazujących dane o funkcjonowaniu rakiety. Dopiero w czasie 10 sekund(licząc od planowanego startu)obsługa naziemna spostrzegła rozprzestrzeniający się pożar nosiciela i wydała komendę użycia rakiety ratunkowej SAS (Sistiema Awarijnowo Spasienija_awaryjny system ratunkowy). Rakieta SAS oderwała część osłony aerodynamicznej rakiety, wraz z modułami orbitalnym i powrotnym statku. W ciągu pięciu sekund od jej zapłonu, który nastąpił o 19:37:47 wyniosła ona statek na wysokość 650m (maksymalne przeciążenie 17G), gdzie nastąpiło oddzielenie lądownika. Siłą bezwładu wzniósł się on na pułap 950m, gdzie nastąpiło otwarcie spadochronu. Tymczasem w zaledwie dwie sekundy po awaryjnym starcie rakieta nośna eksplodowała, a trwający 20 godzin pożar spowodował znaczne zniszczenia wyrzutni. Lądownik z załogą bezpiecznie wylądował w odległości 4km od wyrzutni o 19:43

Czas lotu statku:5m 13s.
~STS-51L,start 28,07,1986 o 16:38:00,260 z wyrzutni LC39B na KSC.
W T+0,045s nastąpiła katastrofalna w skutkach awaria: w najniższym złączu międzysegmentowym prawej rakiety SRB przepaliły się uszczelki. W T+59s z nieuszczelnionego złącza wydostał się płomień o długości 2,5metra i szerokości ponad metra. Początkowo skierowany był ku dołowi, jednak w T+60,447s odchylił się ku obejmie mocującej rakietę SRB ze zbiornikiem ET. Płomienie o temperaturze 3200oC wypaliły niewielki otwór w zbiorniku ciekłego wodoru. W T+72s, gdy wahadłowiec leciał z prędkością 550m/s na wysokości 143358m, nastąpiła katastrofa. Pęka dolny trzpień łączący SRB z ET, dolna część SRB odsuwa się od ET, SRB łamie prawe skrzydło orbitera, czubek SRB wbija się w górną część ET i przebija zbiornik ciekłego tlenu, pęka zbiornik wodoru. Pomiędzy orbiterem a ET pojawia się błysk ognia. ET eksploduje, fala uderzeniowa zaczyna niszczyć orbiter, eksplodują zbiorniki paliwa OMS i zbiorniki hydrazyny satelity TDRS i stopnia IUS w ładowni (ostatnie odebrane dane telemetryczne). Następnie eksplodują zbiorniki paliwa RCS z przodu orbitera, odpada kabina załogi. Dalszy przebieg katastrofy znany jest jedynie z zapisów filmowych. Przez 25 sekund od katastrofy kabina wznosiła się jeszcze siła bezwładności, by rozpocząć spadek, zakończony uderzeniem o powierzchnię Atlantyku z prędkością 330-333 km/h (przeciążenie 200G)o 16:41:58. Zgodnie z ustaleniami komisji wypadkowej, opartej o analizie kabiny, którą zlokalizowano na dnie Atlantyku 07,03,1986 przynajmniej część załogi przeżyła eksplozję. Świadczy o tym uruchomienie trzech (z czterech odnalezionych) aparatów tlenowych, przy czym były one opróżnione, w 75-90%, co oznacza normalne oddychanie od chwili eksplozji do momentu upadku. Komisja nie wyjaśniła jednak, czy wszyscy astronauci przeżyli eksplozję, ani też czy zachowali przytomność aż do chwili upadku, ponieważ zasilanie rejestratorów głosu urwało się wraz z eksplozją, a rejestratora z własnym zasilaniem nie było na pokładzie Challengera, kwestia ta pozostanie otwarta prawdopodobnie na zawsze.
Czas trwania lotu kabiny (od startu do upadku): 03m 58s
Co do przyczyn technicznych, które spowodowały przepalenie się uszczelek, postawiono trzy hipotezy:
-niska temperatura (2oC) w dniu startu i w dniach poprzedzających mogła zmniejszyć elastyczność uszczelek i po zapłonie nie zdążyły one ustawić się w pozycji roboczej.

-obecność lotu w złączu mogła uniemożliwić wysunięcie się na czas uszczelek,
- zły dobór pasty chroniącej uszczelki przed wysoką temperaturą w trakcie pracy silnika SRB
Nie udało się jednoznacznie ustalić, która z powyższych przyczyn odpowiadała za utratę orbitera wraz z całą załogą.
Co prawda w momencie przebijania zbiornika ET odłamała się sekcja zawierająca spadochrony, ale mimo to prawdopodobnie udałoby się zanalizować ją, pomimo zniszczeń powstałych podczas upadku do oceanu. Niestety w czasie 110 sekund oficer bezpieczeństwa zmuszony był wydać rozkaz likwidacji lewej rakiety SRB, która będąc pozbawioną systemu kierowania, zaczęła zmierzać w kierunku gęsto zaludnionego wybrzeża. Ponieważ jednak systemy bezpieczeństwa obu rakiet działają na fali o tej samej częstotliwości, to obydwie rakiety uległy zniszczeniu. Niemniej jednak bardzo istotnym, jeżeli nie najważniejszym powodem katastrofy był też chaos organizacyjny w obrębie samej NASA.
Po katastrofie zawieszono wszystkie loty. Początkowo sądzono, że był to jakiś nieszczęśliwy wypadek, ale dosyć szybko przekonano się, że jest to poważny błąd techniczny, którego rozwiązanie będzie wymagało wielomiesięcznych prac. Pierwszy lot po katastrofie nastąpił po 33 miesiącach.
~STS-107, start 16,01,2003 o 15:39:00,050 z wyrzutni LC-39A na Cape Canaveral.

W +81s od szczytu ET oderwał się fragment izolacji termicznej, który uderzył w lewe skrzydło orbitera. Po wstępnej analizie zdarzenia kierownictwo lotu orzekło, że nie niesie to za sobą żadnego niebezpieczeństwa. Jednak według dokładnych analiz od zbiornika oderwały się trzy elementy izolacji. 17,01,2003 o 08:49:00 rozpoczęto przygotowania do powrotu na Ziemie. 13:44:09 nastąpiło wejście do atmosfery. 13:48:39 czujnik tensometryczny umieszczony za panelem RCC nr 9 lewego skrzydła pokazuje pozanominalne odczyty- jest to pierwszy sygnał nadchodzącej katastrofy. 13:51:14 czujnik temperatury umieszczony za panelem RCCnr 9 lewego skrzydła pokazuje wzrost temperatury-gorąca plazma wnika do wnętrza skrzydła. Z prędkością 2oC/min zaczyna rosnąć temperatura w lewym przedziale podwoziowym. Plazma zaczyna niszczyć okablowanie czujników lewego skrzydła. Z prędkością 3,5oC/min zaczyna rosnąć temperatura w przewodzie hamulcowym. Przestaje działać czujnik temperatury umieszczony na spodniej warstwie lewej wewnętrznej sterolotki.

13:55:21 hamowanie aerodynamiczne osiąga wartość 3,35m/s2,. Wysokość 68,3km. 13:58:39 zapasowy system komputerowy ogłasza po raz pierwszy alarm.13:58:54 ogłasza ostatni zarejestrowany alarm. 14:00:02 od COLUMBII odrywa się pierwszy duży element ,prawdopodobnie fragment lewego skrzydła. 14:00:23 kadłub COLUMBII rozpada się na kilka fragmentów, załoga ponosi śmierć. Po trzech sekundach szczątki COLUMBII spadają na Ziemię. Obecnie wszystko skazuje na to, że na krawędzi natarcia lewego skrzydła, w jego spodniej części w pobliżu kadłuba, w rejonie uszczelki pomiędzy panelami RCC numer7 i 8 pojawiła się szczelina lub dziura, przez którą do jego wnętrza dostała się gorąca plazma o temperaturze rzędu 1500oC. Jej niszczące działanie na tyle osłabiło strukturę skrzydła, że to odłamało się, co doprowadziło do zniszczenia COLUMBII oraz śmierci jej załogi.