Mavzu-1: Kosmonavtika fani va uning rivojlanish bosqichlari

MAVZU : Oyga uchish. Oyga uchish trayektoriyasi Oy orbita tekisligining ekliptikaga og’masligini KA uchirishda hisobga olish.
REJA:
1.Oyga uchish trayektoriyalari.
2.Oyga uchib boorish uchun ketgan vaqt.
3.Oyga uchishning fazoviy masofasi.
OY Quyosh sistemasidagi Yerga eng yaqin bo’lgan kosmik jism hisoblanadi. Shuning uchun boshqa sayyoralarga uchishdan avval, Oyga uchish alohida ahamiyatga ega. Oyga uchish masalasi hal qilingandan so’ng, qolgan sayyoralarga uchish masalasi ham hal bo’ladi. Shuning uchun Oyga yetib boorish uni atrofini aylanib chiqish va unga qo’nish va qaytish masalasi kosmonavtikaning asosiy masalalaridan biri hisoblanadi. Bu masalani hal qilishda Oyning tortilmaydigan nuqta sifatida qarab u aylana orbitasi bo’ylab harakatlanadi deb qaraladi. Keyinchalik Oyning o’lchamlari tortishish xususiyatiga ega ekanligi va Quyoshning tortishi Oyga elliptik orbita bo’ylab harakatida hisobga olinadi. Oyga yetib borishda Kepler qonuniga asosan harakat trayektoriyasi to’g’ri chiziq, ellips, parabola va giperbola bo’lishi mumkin. Bu trayektoriyaning hammasini Oyga uchishda qo’llay olmaymiz. Chunki Oy o’zining siderik davr ichida T=27,3 sutka uning vaziyati o’zgarib turadi, ya’ni Oyning harakatida g’alayonlashish kattaligi tufayli KA uchira olmaydi, ya’ni uning og’ish burchagi 38⁰ yoki 18⁰18^/ ni tashkil etadi. Shuning uchun unga uchish trayektoriyalari KA ning uchirilish sohasiga qarab hamda Oyning harakat trayektoriyasiga qarab tanlanadi. Oy o’z orbitasi bo’ylab Yulduzlar osmonida o’z vaziyatini 1 sutkada 13,2⁰ ga o’zgartiradi. Oyga uchish masalasini soddalashtirish uchun KA ning harakat trayektoriyasi yassi, ya’ni, Oy harakat orbita tekisligi bilan ustma – ust tushadi deb olinadi. Bu vaqtda Oyga uchiriladigan KA larning harakat tryektoriyalariga mos keluvchi beriladigan tezliklar miqdori tanlanadi.
K A ni oyga turli burchak ostida uchirish mumkin. Agar KA tog’ri chiziq trayektoriyasi bilan Yer sathidan Oyga uchirish uchun 11,09 km/s tezlik berish kerak. Agar Yer sathidan 200 km masofaga chiqarib uchirish uchun 10,9 km/s tezlik berish talab etiladi. Bu vaqtda Oyning B nuqtaga yetib kelishdagi nisbiy tezlikni 0 ga teng deb qaraladi, ya’ni Oyni harakatsiz deb faraz qilinadi. Agar KA Yer sirtiga yaqin nuqtadan gorizont tekisligiga nisbatan α burchak ostida uchirilsa Oy orbitasiga yetish uchun 2^// ta giperbolik , 2^/ ta parabolik tezlik va 2 ta ellips orbitasiga mos keluvchi tezlik bilan chiqarish talab etiladi.
Kosmik apparat ellips orbitasi bo’ylab xarakatlanganda Oyga urilib o’tadi. Xuddi shuningdek, KA ga beriladigan tezlik gorizont tekisligi yo’nalishida bo’lsa uning harakat trayektoriyalari 3^//, 3^/ va 3 – bo’lishi mumkin. Bu holda ham eng kichik tezlik 3 – trayektoriyaga tog’ri keladi. KA ning Oy bilan uchrashish nuqtasi D ellipsning apigey nuqtasi bo’lib, uning uzoqlik burchagi 180⁰ ga teng bo’ladi. Hisoblashlar shuni ko’rsatadiki, katta uzoqlik burchagiga ega bo’lgan trayektoriya foydaliroq ekan. Trayektoriyani tanlanishida unga yetib borish vaqti alohida e’tiborga olinadi. Yetib borish vaqti uning olgan boshlang’ich tezligining miqdoriga bog’liq. Lekin tezlikning yo’nalishiga bog’liq emas.
Masalan: Yerdan 200 km balandlikdan uchirilgan KA ning tezliklari tanlanganda ularning parabolik tezlik bilan ellips orbitasi bo’ylab harakatlanish tezliklarining farqi alohida ahamiyatga ega. Agar bu farq o’zgartirilsa, uchish vaqti ham qisqaradi. Masalan, minimal tezlik bilan, ya’ni v=10,9 km/s , ikkinchi trayektoriya bilan uchish vaqti 5 sutka bo’lsa, bu tezlikni 0,05 km/s ga oshirsak, uchish vaqti ikki marta qisqaradi. Agar parabolik tezlikni 0,5 km/s ga o’zgartirsak, uchish davomiyligi 1 sutka bo’lib qolishi mumkin. Agar KA Oyning o’ziga tushirish maqsadi qo’yilgan bo’lsa, uni parabolik tezlik bilan uchirish talab etiladi. KA uchirilish nuqtasining turlicha ekanligi, ya’ni Oy orbitasiga mos kelmasligi KA ni harakatlanish jarayonida uning harakat orbitasini o’zgartirish talab qilinadi. Natijada KA fazoda xarakat orbitasini burish uchun qo’shimcha energiya sarf qilinadi. Bu masalani hal qilish uchun KA ga harakatni o’zgartiruvchi dvigatellar o’rnatiladi. Dastavval Oyga uchirish uchun uchirish momenti tanlab olinar edi. Hozirgi kunda KA ni tezligini kamaytirish, oshirish, yo’nalishini o’zgartirish imkoniyatiga ega bo’linganligi uchun bunday uchirish momentini tanlash zaruriyati qolmadi. Oyga uchirilgan KA ni Oyga yaqinlashish jarayonida uning gravatasion ta’siri va o’lchami e’tiborga olinadi. Oy Yer atrofida 1,02 km/s tezlik bilan harakatlanadi. KA Oy ta’sir sferasiga kirganda tezligi 0 dan farqli bo’ladi. U holda Oy sanoq sistemasida asosiy tezlik nisbiy tezlik hisoblanadi. Bu nisbiy tezlik KA ni oyga yaqinlashtiradi.

Oyga uchirish masalasi dastavval nazariy yo’l bilan hisoblangan. Unga tushish vaqti sekundlar miqdorida hisoblangan. Keyinchalik bu masalani hal qilishda harakat trayektoriyasini korreksiya qilish orqali amalgam oshirilgan. Korreksiya deyilganda KA ning tezligini miqdori va yo’nalishini o’zgartirishga aytiladi. Oyning sathiga Yumshoq qo’nish masalasi reaktiv dvigatellar asosida bajariladi. Oyga qo’nayotgan KA ning tezligi 2,5 yoki 7,2 km/s gat eng bo’lishi kerak. Oyga uchirilgan KA ning harakat korreksiyasi 3 qismdan iborat.

(RASM)
Uchirilgan KA lar ya’ni raketalar Yerdan 185km – 200 km Yuqorida o’zining oxirgi tezligi taxminan 9,4 km/s bo’lishi kerak. Bu tezlik geomarkaziy orbita uchun o’rinlidir. YeSY i orbitasidan Oyga uchirish uchun uning tezligi 3 km/s ga

teng bo’lishi zarur. Oyning kutish orbitasiga o’tkazish uchun uning tezligini 0,8 km/s ga o’zgartiriladi. Xuddi shunday usul bilan Oy atrofidagi orbitadan KA ni Yerga qaytaruvchi umumiy tezlik 14,5 km/s bo’lib, 14,5km/s=(9,4+3,1+0,85+0,85) km /s ga tengdir. Oyning atrofida. KA ni sun’iy yo’ldosh sifatida harakatlantirish uchun uning harakat tezligi Oyga nisbatan parabolic tezlikdan kichik, ammo aylana tezligidan katta qiymatga ega bo’lishi kerak.

Oydan Yerga tomon qaytayotgan KA Yer amosferasiga yaqinlashganda uning tezligi 7,6 km/s gacha kamaytiriladi. U quYuq atmosfera qatlamiga tushgandan so’ng KA ning tezligi atmosferaning qarshilik kuchi ta’sirida yana kamayadi. Keskin tormozlanish natijasida Ka ning harorati keskin ortadi va qo’shimcha Yuklanish vujudga keladi. Shuning uchun KA tushirilayotgan vaqtida gorizont tekisligiga kichik burchak ostida atmosfera qatlamiga kiritish talab etiladi. Bu esa KAni kerakli bo’lgan tezlikkacha harakatini kamaytirish imkoniyati yo’qoladi va osmon mexanikasining qonuniga asosan u atmosfera qatlamidan tashqariga chiqib ketadi va KA elliptic orbitaga o’tadi. KA ni Yerga qaytarishda uning Yer atmosferasida yana bir marta aylanib chiqqandan keyin qayta amalgam oshiriladi. Shuning uchun KA ichidagi inson uchun uchish davomiyligi oshganligi sababli kislorod va oziq ovqat miqdori shunga qarab beriladi.