Космический полёт — путешествие или транспортировка в или через космос. Чёткая граница между Землёй и космосом отсутствует, и Международной авиационной федерацией была принята границей высота в 100 км от поверхности Земли (линия Кармана). Чтобы на такой высоте летательный аппарат летел благодаря действию аэродинамических сил, необходимо иметь первую космическую скорость, что делает полёт скорее орбитальным, чем аэродинамическим. Классическое разделение между авиа- и космическим полётами всё больше размывается благодаря развитию суборбитальных космических кораблей и орбитальных самолётов.

Первый человек, полетевший в космос — советский космонавт Юрий Гагарин. 12 апреля 1961 года на космическом корабле «Восток», запущенном с космодрома «Байконур», он совершил полет по орбите вокруг Земли, 108 минут находясь в космосе, и успешно вернулся на родную планету.

История Хотя представление о путешествиях к Луне, планетам и звёздам существовало давно, лишь в XX веке с развитием ракетной техники, которая обеспечивала бы необходимое ускорение для покидания планеты, это стало возможным и является единственным способом. Возможно, первым, кто указал на пригодность ракеты для путешествий в безвоздушном пространстве, был шотландский астроном Уильям Лейтч. В 1861 году он написал эссе «A Journey Through Space», которое было в 1862 году опубликовано в его книге «God’s Glory in the Heavens»God’s Glory in the Heavens — William Leitch — Google Книги. В 1881 году Николай Иванович Кибальчич выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания для управления вектором тяги. За несколько дней до казни Кибальчич разработал оригинальный проект летательного аппарата, способного совершать космические перелётыЧерняк А. Я. Николай Кибальчич — революционер и учёный. М., 1960..

Теоретические начала и ракеты-пионеры Впервые теоретические аспекты космических полётов исследовал русский учёный Константин Циолковский, который сформулировал основные математические положения ракетных двигателей и вывел формулу Циолковского.

Революционер Николай Кибальчич, находясь в тюрьме, разработал оригинальный проект пилотируемого ракетного летательного аппарата. В проекте Кибальчич рассмотрел устройство ракетного двигателя, управление полётом путём изменения угла наклона двигателя, программный режим горения и многие другие научные аспекты. Кибальчич размышлял над проблемами управления полетом летательного аппарата и обеспечения его устойчивости с помощью крыльев-стабилизаторов, анализировал способы торможения аппарата в атмосфере при спуске. обосновал выбор рабочего тела и источника энергии космического летательного аппарата. Материалы по разработке проекта его ракетного двигателя были опубликованы лишь в 1918 году.

Немец Герман Оберт также установил в 1923 году основное уравнение ракетной техники и показал с помощью концепции многоступенчатой ракеты как Циолковский, как можно вывести выгодно бо́льший полезный груз на желаемую орбиту.

Первым упомянутым инженером и учёным был американец Роберт Годдард, который в 1910 году разработал маленький ракетный двигатель. В 1926 году ему удалось запустить первый жидкотопливный ракетный двигатель. Ещё ранее активным был в этой области астроном и пионер ракетной техники из Больцано, Макс Валье. Он сделал первые европейские эксперименты с жидким топливом и построил автомобиль с ракетным двигателем, который ныне находится в немецком музее. При испытаниях в Берлине взорвалась камера сгорания, и металлический осколок убил 35-летнего инженера.

Изучение основ ракетостроения отдельных людей было до начала 1930-х фундаментом для развития новых технологий, которые только в совокупности военного интереса и государственного финансирования могли развиться. Большая часть развития космонавтики принадлежит Вернеру фон Брауну из Пенемюнде в 1934 году и Фау-2 (образец для многих советских и американских ракет) до Сатурна-5 с высадкой на Луну в 1969—1972 годах.

Кроме технических основ, появились и астрономические знания небесной механики, которые явились предпосылками к космическим полётам.

Армия и промышленность

Развитие космической техники сначала используют в немецком рейхе, который видит в новой технологии возможность обхода Версальского договора. До начала Второй мировой войны так появились исследовательские и производственные комплексы в Пенемюнде под руководством Вернера фон Брауна, где появляется ракета Фау-2. Она стала первой тяжёлой управляемой ракетой в мире, прежде всего использовавшейся против Лондона и Антверпена. Этот тип ракет на основе относительной точности и чрезвычайно плохого отношения цены и разрушительной способности был неправильным решением с военно-экономической точки зрения. Военные стратеги и политики СССР и США увидели потенциал ракетной техники, который прежде всего был в том, что ракеты практически невозможно было перехватить или обнаружить, и из занятой Германии вывезли не только устройства и чертежи, но и производственные секреты. С этого уже в последние дни Второй мировой войны началась космическая гонка между двумя странами, которая должна была продолжиться следующие десятилетия. После войны как полноценные ракеты, так и производственное оборудование и многочисленные учёные и инженеры, были доставлены в США и СССР, которые сформировали там основу ракетостроения на ближайшие десятилетия.

Космическая гонка во время Холодной войны

В наступающую Холодную войну космические полёты прежде всего имели массовое психологическое и пропагандистское значение. Наряду с несомненным военным значением они стали восприниматься современниками в качестве мерной линейки мощности и прогрессивности двух конкурирующих стран.

Вследствие так называемого «спутникового кризиса» в октябре 1957 года американская общественность осознала, что СССР почти полностью ликвидировал технологическое отставание. С этого момента США также стали всемерно поддерживать космонавтику, и так началась явная космическая гонка. Советская космическая программа была во многих направлениях первооткрывателем. Она привела через месяц после запуска Спутника-1 к запуску впервые в мире спутника с живым существом на борту в космос — собаки Лайка. 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин стал первым человеком полетевшим в космос, обогнув Землю, а спутники Луна-2 и Луна-9 первыми выполнили в 1959 году жёсткую и в 1966 году мягкую посадки на Луну соответственно. Против этого при президенте Кеннеди США сосредотачивают усилия на пилотируемом полёте к Луне, который 20 июля 1969 года с полумиллиардом телезрителей был, вероятно, самым большим медиасобытием Холодной войны в то время.

Хотя гражданское ведомство космической программы НАСА стояло и до сих пор стоит в центре общественного внимания, основное её развитие — исключительно престижные военные проекты. Около трёх четвертей искусственных спутников до сегодняшнего дня служили для военных целей; США с 1959 года имели в распоряжении спутники-шпионы, с 1960 года — метеоспутники, навигационные и спутники дальнего обнаружения.

СССР доводил свои начатые уже в 1960-х исследования манёвров стыковки, долгосрочных полётов, выходов в открытый космос космонавтов на первой космической станции Салют-1 до совместных учений космических стыковок с США в 1975 году и, наконец, до постоянно обитаемой космической станции Мир.

Сотрудничество и глобализация в космонавтике

В рамках международного сотрудничества российскую станцию «Мир» посещали астронавты США и других стран, доставляемые на борт советскими кораблями «Союз» и американскими Спейс шаттл.

С развалом СССР и нехваткой финансирования возникла потребность в партнёрских отношениях, так на основе проекта «Мир-2» возникла Международной космической станции, чей первый модуль «Заря» («Салют-9») был изготовлен Россией по заказу американской компании Боинг и запущен 20 ноября 1998 года. После закрытия программы Спейс шаттл в 2011 году, связанной с дорогим обслуживание космических кораблей этой серии и высокой степенью рисков эксплуатации, связанной с авариями шаттлов «Колумбия» и «Челленджер»Последний полет шаттла Challenger, всех космонавтов на орбиту до 2020 года доставляли российские корабли серии «Союз». С 2020 года на МКС стал летать и Crew Dragon — первый частный пилотируемый корабль, американской фирмы SpaceX.

Хронология 3 октября 1942 года: Фау-2 — первый объект, сконструированный человеком, который подошёл к границе атмосферы (85 км). Другая ракета должна была достигнуть высоты в 120 километров. Американцы в 1946 году с помощью позаимствованной немецкой ракеты Фау-2 достигают высоты 187 километров. Первую космическую скорость, необходимую для выхода на орбиту, невозможно было достигнуть на Фау-2. 4 октября 1957 года: первый искусственный спутник Земли — Спутник-1. 3 ноября 1957 года: первый спутник Спутник-2 с живым существом на борту — собакой Лайка. 13 сентября 1959 года: первый спутник достигший поверхности Луны — Луна-2. 7 октября 1959 года: Луна-3 фотографирует обратную сторону Луны. 19 августа 1960 года: Спутник-5 в первый раз возвращается на Землю с 2 живыми существами на борту — собаками Белкой и Стрелкой. 12 апреля 1961 года: Юрий Гагарин становится первым человеком совершившим полёт в космос, обогнув Землю на Востоке-1. 5 мая 1961 года: Алан Шепард становится первым американцем, побывавшем в космосе, совершив суборбитальный полёт по параболической траектории продолжительностью меньше минуты. 11-12 августа 1962 года: Андриян Николаев на Востоке-3 и Павел Попович на Востоке-4 совершают первый в мире групповой космический полёт. Максимальное сближение — 6,5 км. 16 июня 1963 года: Валентина Терешкова стала первой женщиной, побывавшей в космосе. Полёт совершила на Востоке-6. 18 марта 1965 года: Алексей Леонов покидает корабль Восход-2 и становится первым человеком, вышедшим в открытый космос. Командир экипажа — Павел Беляев. 3 февраля 1966 года: Луна-9 впервые совершила мягкую посадку на другое небесное тело — Луну. 16 марта 1966 года: осуществлена первая стыковка в мире. Джемини-8 пристыковался к непилотируемому искусственному спутнику. Стыковка происходила в ручном режиме. 21 декабря 1968 года: Аполлон-8 впервые покинул околоземную орбиту. Командир экипажа — Фрэнк Борман, на борту также были астронавты Джеймс Ловелл и Уильям Андерс. 16 июля 1969 года: Аполлон-11 впервые совершает посадку на Луне. 20 июля 1969 Нил Армстронг становится первым человеком, ступившим на Луну, за ним следует Базз Олдрин; Майкл Коллинз пилотирует корабль. 15 декабря 1970 года: Венера-7 впервые совершает посадку на другую планету — Венеру. 24 декабря 1979 года: первый полёт европейской ракеты-носителя Ариан-1. 12 апреля 1981 года: первый полёт шаттла Колумбия. Первый космический корабль многократного использования. 19 февраля 1986 года: запущен базовый блок космической станции Мир. 20 ноября 1998 года: с запуском российского модуля Заря началось строительство Международной космической станции, которая до сих пор является самым большим проектом в космонавтике. 15 октября 2003 года: Ян Ливэй становится первым китайцем, побывавшем в космосе, во время пилотируемого полёта Шэньчжоу-5. 24 октября 2007 года: Китай посылает первый свой лунный спутник — Чанъэ-1 на ракете-носителе типа Великий поход-3. 22 октября 2008 года: Индия реализует свою первую лунную программу, запустив спутник Чандраян-1 к Луне.

Общие сведения

Современные ракетные двигатели работают по принципу реактивной отдачи. Аналогично пушке, которая откатывается назад, когда ядро выстреливается, ракета движется вперёд, когда выбрасывает рабочее тело. Важный показатель ракетного топлива с точки зрения привода — удельный импульс, который описывает эффективность двигателя и топлива. Чем он выше, тем лучше двигатель и топливо. Он показывает, как долго сила тяги производится с массой топлива M равная его весу. Около небесного тела как Земля, чтобы вертикально взлететь, сила тяги должна быть больше веса. До сих пор на это способны только химические и ядерные ракетные двигатели.

Полёт