Svemirske letelice

Svemirske letelice su objekti namenjeni za izvšavanje različitih zadataka u kosmosu, kao i na površini nebeskih tela. Prema tome da li se na njima nalaze ljudi, dele se na pilotirane i bespilotske letelice. Bespilotske letelice mogu raditi automatski ili uz daljinsko upravljanje, a najčešća je kombinacija ova dva metoda (zbog udaljenosti od Zemlje, potrebno je da prođe određeno vreme dok dobije informacije od kontrole leta, tako da letelica daljinski dobija opšte instrukcije koje zatim relativno autonomno sprovodi).

Svemirske letelice se koriste u telekomunikaciji, posmatranju Zemlje ili kosmosa (u mirnodopske ili vojne svrhe), navigaciji, istraživanju drugih planeta, a od nedavno i za svemirski turizam. Svemirske letelice su česti akteri naučnofantastičnih priča.

Podela svemirskih letelica

Svemirske letelice se dele na sledeće osnovne klase:

veštački sateliti
automatske međuplanetarne letelice (svemirske sonde)
bespilotni ili pilotirani svemirski brodovi za transport materijala ili ljudi u Zemljinu orbitu; mogu biti namenjeni za jednokratnu ili višekratnu upotrebu
svemirske kapsule, namenjene mekom spuštanju ljudi ili materijala na povrišnu Zemlje i drugih nebeskih tela
planetarni roveri, namenjeni za istraživanje drugih nebeskih tela (pre svega planeta), neposredno sa njihove površine

Podsistemi svemirskih letelica

U zavisnosti od svoje namene, svemirske letelice se sastoje od različitih podsistema:

Održanje života

Svemirske letelice namenjene boravku ljudi obavezno imaju i sisteme za održanje života, koji se brinu o snabdevanju posade kiseonikom, vodom, hranom, održavanju optimalne temperature vazduha idr. Takođe, neophodno je obezbediti mogučnost za normalno obavljanje fizioloških funkcija. Sistemi za dostavu kiseonika mogu biti različiti. Može se koristiti čist kiseonik (što je dovelo do požara Apola 1) ili smeša kiseonika i azota. Dostava kiseonika se može vršiti kroz skafandere, što je uvedeno nakon nekiliko incidenata uzrokovanih dekompresijom kapsula za boravak ljudi.

Kontrola visine

Kontrola visine je potrebna da bi se letelice pravilno orijentisale u svemiru i da bi pravilno reagovale ne spoljašnja dejstva. Kontrola visine se sastoji od senzora, aktuatora i odgovarajućeg algoritma. Zahvaljujući ovom podsistemu letelica može da se pravilno orijentiše prema svom cilju istraživanja, prema Zemlji zbog komunikacije i prema Suncu radi energije koju prikuplja preko solarnih panela.

Navigacija

Navigacioni sistem služi da odvede letelicu na željeno mesto, u skladu sa planom misije, i često je integrisan sa kontrolom visine.

Komanda i obrada podataka

Sistem za komandu i obradu podataka prima podatke od komunikacionog podsistema, proverava ih, dekodira i prosleđuje komande odgovarajućim podsistemima (na koje se pojedinačne komande odnose). Ovaj podsistem šrima i podatke od drugih podsistema na letelici, obrađuje ih i skladišti na lokalnom memorijskom medijumu ili prosleđuje na Zemlju putem komunikacionog podsistema.

Izvor energije

Za sve poslove unutar letelice neophodna je električna energija. U blizini Sunca letelica može da dobije električnu energiju pomoću solarnih panela. Za dalja putovanja (od Jupitera i dalje) se koriste radioizotopski termoelektrični generatori. Baterije se koriste za slučajeve kada letelica ne dobija dovoljno energije drugim putem (npr. kada se sateliti u orbiti bliskoj Zemlji nađu u Zemljinoj senci).

Termalna kontrola

Svemirske letelice su predviđene tako da izdrže temperature od nekoliko stotina stepeni, kao i velika temperaturna kolebanja do kojih dolazi u vakuumu. Ukoliko se letelica vraća na Zemlju, mora podneti i plazmu koja se javlja oko nje. Materijali koji se koriste za termalnu oplatu moraju biti male gustine (berilijum, volfram), visoke tačke topljenja ili se koriste ablativni kompozitni karbonski materijali. Pasivna termalna kontrola zavisi samo od izabranih materijala, dok aktivna podrazumeva upotrebu odgovarajućih elektronskih uređaja za održavanje temperature u propisanim granicama.

Pogon

U zavisnosti od svoje namene, letelice mogu, ali ne moraju imati pogonske uređaje. Teleskop Habl i Svift misija nemaju pogon, već koriste moment impulsa da promene svoj položaj. Većina satelita u niskoj orviti ima odogvarajući sopstveni pogon radi održanja orbite. Međunarodna svemirska stanica je u niskoj orbiti u kojoj atmosfera još uvek postoji i posteleno je koči, pa Proton rakete, pri svakom dolasku koriguju orbitu stanice (jer MSS nema sopstveni pogon).

Školjka

Školjka letelice mora biti napravljena tako da se mogu prikačiti svi podsistemi, da može da izdrži potisak vzila za lansiranje (ili da se ukloši u njegov teretni prostor). U zavisnosti od plana misije, školjka mora biti predviđena da izdrži povratak kroz atmosferu ili sletanje na površinu drugog nebeskog tela.

Korisni teret

Korisni teret zavisi od misije letelice i predstavlja sadržaj koji „plaća račune“. Koristan teret mogu biti naučni ili vojni uređaji, ljudska posada ili potrošni materijal (npr. namenjen svemirskoj stanici)

Zemaljski segment

Mada ne predstavlja deo svemirske letelice u užem smilu, zemaljski segment je neophodan kod svake svemirske misije. Tipičan zemaljski segment se sastoji od tima za kontrolu misije, sektora za obradu i čuvanje podataka, sektora za prijem i slanje signala i glasovne i telekomunikacione mreže koja povezuje sve delove.

Nosač

Nosači služe da podignu letelicu sa zemljine površine kroz atmosferu do odgovarajuće orbite. Mogu biti potrošni (jednokratni) i višekratni.

Primeri

Veštački sateliti

Mreža satelita Globalnog sistema za pozicioniranje

Glavni članak: Veštački satelit

Prva svemirska letelica je bio sovjetski veštački satelit Sputnjik 1 (rus. Спутник - satelit). Lansiran je 4. oktobra 1957. godine pod kodnim imenom PS-1 (rus. Простейший Спутник-1 - Jednostavan satelit-1). Sputnjik 2 je poneo u orbitu prvo živo biće - psa Lajku, dok je Sputnjik 5, lansiran 19. avgusta 1960. prva svemirska letelica koja je vratila iz kosmosa svoju kompletnu posadu - dva psa (Belku i Strelku), 40 miševa, 2 pacova i jato vinskih mušica.

SAD su lansirale svoj prvi satelit, Eksplorer 1, 1. februara 1958. Eksplorer 1 je, između ostalog, otkrio i Van Alenov radijacioni pojas.

Mada danas mnoge države (i kompanije) imaju svoje satelite u orbiti, svega 9 država je sposobno da samostalno lansira veštački satelit:

**Prva lansiranja, po zemlji**
Država	Godina prvog lansiranja	Prvi satelit
Sovjetski Savez	1957	Sputnjik 1
SAD	1958	Eksplorer 1
Francuska	1965	Asteriks
Japan	1970	Ošumi
Kina	1970	Istok je crven 1
Velika Britanija	1971	Prospero X-3
Indija	1980	Rohini
Izrael	1988	Horizont 1
Iran	2009	Nada 1

Pilotirane letelice

Jurij Gagarin, prvi čovek u kosmosu, sa astronautima Geminija 4.

Glavni članak: Pilotirane svemirske letelice

Nakon uspešnih testova satelita Sputnjik 5-7, Sovjetski Savez je 12. aprila 1961. u kosmos lansirao i prvog kosmonauta - Jurija Gagarina u letelici Vostok 1 (rus. Istok 1). Gagarin je leteo 1 sat i 48 minuta, a čitav let je bio automatski (mada je postojala i mogućnost prebacivanja na ručne komande). U sklopu projekta Merkur, Alen Šepard na letelici Fridom 7 je bio prvi američki astronaut su suborbitalnom letu. Prvi Amerikanac (i treći čovek, posle Gagarina i Germana Titova) u orbiti je bio Džon Glen na letelici Frendšip 7, 20. februara 1962. Glenov let je trajao 88 minuta.

Prva žena u svemiru je bila ruskinja Valentina Tereškova na Vostoku 6 16. juna 1963. Prvu svemirsku šetnju je izveo ruski kosmonaut Aleksej Leonov 8. marta 1965. na brodu Voshod 2. Prva žena u otvorenom kosmosu je bila Svetlana Savickaja na brodu Sajuz T-12 25. jula 1984.

Treća nacija koja je ostvarila pilotirani let u kosmos je postala Kina 15. oktobra 2003. Prvi kineski tajkonaut je bio Jang Livej na letelici Šenžu 5.

Razvoj američkog Apolo programa je doveo do slanja čoveka na Mesec, 20. jula 1969. na letelici Apolo 11. Posadu su činili Nil Armstrong, Edvin Oldrin (koji su se spustili na Mesec) i Majkl Kolins (koji nije sleteo na Mesec, već je čekao u komandnom modulu). Sovjetski Savez je paralelno razvijao dva odvojena programa za let na Mesec, ali nikada nije poslao pilotiranu misiju.

Najuspešnija pilotirana letelica je sovjetski (i danas rusku) Sojuz (rus. Soюz - Savez), kao serija letelica sa najviše pilotiranih letova. Sojuz je korišćen za letove do ranijih sovjetskih svemisrskih stanica, a danas se koristi za dopremanje posada do Međunarodne svemirske stanice. Sojuz je do sada prevezao i 6 svemirskih turista.

Prva funkcionalna pilotirana višekratna svemirska letelica je Spejs šatl, koji su razvile SAD do početka 80-ih. Počev od 12. aprila 1981, Spejs šatl je jedina pilotirana letelica SAD. Sovjetski Savez je razvijao slično vozilo pod imenom Buran, ali je odustao od ovog projekta. Rusija trenutno razvija višekratnu letelicu Kliper, za koju se očekuje da će zameniti Sojuz u letovima do Međunarodne svemirske stanice.

Svemirske stanice

Glavni članak: Svemirske stanice

Svemirske stanice predstavljaju veštačka mesta za život ljudi u kosmosu. S obzirom da su se sve dosadašnje svemirske stanice nalazile u niskoj orbiti oko Zemlje, koristi se i naziv „orbitalne stanice“. Orbitalne stanice koriste nisku orbitu da bi dopremanje posade i potrošnog materila bilo jeftinije. Svemirske stanice se koriste za proučavanje uticaja dugotrajnog boravka u kosmosu na ljudski organizam, kao i za izvođenje različitih naučnih eksperimenata. Uz to, Sovjetski Savez je lansirao i 3 vojne svemirske stanice, koje su bile operativne u periodu od 1973. do 1977.

Svemirske stanice po svojoj konstrukciji mogu biti monolitne (rani modeli) ili modularne (kasniji, usavršeni modeli).

Prva svemirska stanica je bila Saljut 1, i nalazila se u orbiti od 19. aprila do 11. oktobra 1971. U sklopu programa Saljut je lansirano ukupno 7 svemirskih stanica, dok je Saljut 8 preimenovan u Mir i bio u orbiti od 20. februara 1986. do 23. marta 2001. godine kada je programirano srušen iznad Tihog okeana. Tokom 4594 dana koliko je bio nastanjen, posadu Mira su činili 104 kosmonauta iz 12 država.

SAD su kao jedinu samostalnu svemirsku stanicu koristile Skajlab, koji je bio operativan od 1973. do 1979. godine. Skajlab su naseljavale tri posade tokom 1973. i 1974. godine.

Trenutno se u orbiti nalazi Međunarodna svemirska stanica, zajednički projekat Belgije, Brazila, Velike Britanije, Danske, Italije, Japana, Kanade, Nemačke, Norveške, Rusije, SAD, Francuske, Holandije, Švajcarske, Švedske i Španije.

Svemirske sonde

Položaj međuzvezdanih sondi *Vojadžer 1* i 2 u odnosu na Sunčev sistem.

Glavni članak: Svemirska sonda

Svemirske sonde su letelice koje se šalju ka drugim nebeskim telima. Sonde mogu da samo prolete pored nebeskog tela, uću u orbitu oko njega, ili čak da spuste lender na nebesko telo. U poslednjem slučaju, sonda u orbiti najčešće služi kao relej između lendera i Zemlje.

Prva sonda je bila sovjetska Luna 1, koja je proletela pored Meseca 1959. godine. Luna 1 je i prva letelica koja je dostigla drugu kosmičku brzinu. Luna 2 je prva svemirska sonda koja je sletela na Mesec (i, uopšte, na neko nebesko telo).

Svemirske sonde su rađene u serijama, i najčešće su sve serije imale isto telo za cilj. Tako su Sovjeti imali seriju Luna usmeren ka Mesecu, Venere i Vega ka Veneri i Mars. ka Marsu. SAD su lansirale sonde u okviru programa Pionir i Helios za ispitivanje Sunca, Mariner za Veneru i Merkur itd. Američki Pionir 10 i 11, kao i Vojadžer 1 i 2 napuštaju Sunčev sistem. Dok je signal Pionira suviše slab da bi bio detektovan (pod uslovom da još uvek rade), Vojadžeri redovno šalju svoje izveštaje. Letelica Novi horizonti, koja je na putu prema Plutonu, će takođe napustiti Sunčev sistem.

Od aktivnih sondi se izdvajaju Kasini-Hajgens – misija ka Saturnu; Hajgens je lender koji se spustio na Titan dok Kasini i dalje šalje vredne informacije o Saturnu i njegovom sistemu; i Marsovi istraživački roveri Spirit i Oportjuniti, čija je aktivnost nadmašila planove Nase i po dužini trajanja misije i po prikupljenim podacima.

Galerija

Nacistička raketa Fau 2, prva suborbitalna letelica i uzor svim kasnijim raketama
Replika Sputnjika 1, prvog veštačkog satelita
Eksplorer 1, prvi američki satelit
Lansiranje Saturna 5, sa Apolom 11 na vrhu
Prvo lansiranje Spejs Šatla (SŠ „Kolumbija“)
Proton, najpouzdanija raketa-teretnjak danas
Kliper, ruska planirana višekratna letelica sa ljudskom posadom
Skajlab, prva američka svemirska stanica
Mir, sovjetska (kasnije ruska) svemirska stanica, najduže naseljeno mesto u kosmosu
Međunarodna svemitrska stanica (foto: SŠ Diskaveri, 11. jun 2008.)
Posada Apola 11, prvih ljudi na Mesecu: (s leva na desno) Nil Armstrong, Majkl Kolins i Edvin Oldrin
German Titov (drugi čovek u kosmosu) i Džon Glen (treći čovek u kosmosu) sa američkim predsednikom Džonom Kenedijem
Valentina Tereškova, prva žena kosmonaut
Posada zajedničkog projekta SAD i SSSRa Apolo-Sojuz, s leva na desno: Tomas Staford i Aleksej Leonov (stoje), Vens Brend, Donald Slejton i Valerij Kubasov (sede)