نجوم و اختر شناسی

فضاپیمای سایوز

فضاپیمای سایوز پرکارترین، پراستفاده‌ترین و پرعمرترین فضاپیمای سرنشین‌دار جهان است. این فضاپیما در اوایل دهه شصت میلادی زیر نظر سرگئی کارالیوف ابتدا به منظور سفر انسان به ماه طراحی شد.

 پس از پایان مسابقه فضایی برای رسیدن به ماه، سایوز برای حمل فضانوردان شوروی سابق و سایر کشورها به ایستگاه‌های فضایی سالیوت و آلماز بکار رفت. در سال 1975میلادی در طی پروژه آزمایشی آپولو-سایوز نقش مهمی بازی کرد، و پس از آن وسیله اصلی برای رفت و آمد به ایستگاه فضایی میر بود. امروزه، گونه‌های جدید فضاپیمای سایوز برای فرستادن فضانوردان به مدار زمین و ایستگاه فضایی بین‌المللی بکار می‌روند. در آینده از سایوز برای سفر به ماه استفاده خواهد شد.

نخستین پرواز آزمایشی و بدون سرنشین سایوز در تاریخ7 آذر 1345 (28 نوامبر 1966) و نخستین پرواز سرنشین‌دار آن در تاریخ 3اردیبهشت 1346 (23 آوریل 1967) انجام شد. انوشه انصاری در تاریخ 27 شهریور 1385 (18 سپتامبر 2006) توسط فضاپیمای سایوز تی‌ام‌ای-9 به ایستگاه فضایی بین‌المللی پرواز کرد.

واژه سایوز در زبان روسی به معنای «اتحاد» است.

ساختار سایوز

بخش‌های سه‌گانه سایوز

فضاپیمای سایوز دارای سه بخش یا گردونه است:

گردونه مداری یا مسکونی (کروی ‌شکل) در جلوی فضاپیما

گردونه بازگشتی یا فرود (مخروطی-کروی) در وسط

گردونه سرویس‌دهی (استوانه‌ای شکل)

فضانوردان می‌توانند در گردونه‌های مداری و فرود سایوز زندگی و کار کنند. گردونه سرویس‌دهی برای کار انسان مناسب نیست، و تنها ابزار کنترل پرواز، مخابراتی، کامپیوترها و موتورهای فضاپیما در آن نگهداری می‌شود.

گردونه‌های مداری و سرویس‌دهی سایوز یکبار مصرف هستند و پس از پایان هر ماموریت، از بخش فرود جدا می‌شوند در اثر اصطکاک با جو زمین سوخته و از بین می‌روند. گردونه فرود آن دارای لایه‌های محافظ مناسب برای مقاومت در برابر حرارت بسیار بالا است و فضانوردان را به سلامت به زمین برمی‌گرداند.

در هنگام پرتاب، فضاپیمای سایوز در بالاترین قسمت پرتابه سایوز زیر یک پوشش محافظتی قرار می‌گیرد. این پوشش پس از گذشتن از اتمسفر و رسیدن به مدار زمین دور انداخته می‌شود.

سایوز به گونه‌ای طراحی شده که هم می‌تواند پروازی کاملا خودکار داشته باشد، هم کاملا توسط فضانوردان و بدون نیاز به مرکز کنترل زمینی هدایت شود.

این فضاپیما ظرفیت حمل سه فضانورد را دارا است. در مرحله پرتاب به فضا و بازگشت به زمین، فضانوردان لباس فضایی می‌پوشند تا حوادث احتمالی مانند افت فشار کابین خطری متوجه آنان نکند.

گردونه مداری (مسکونی)

گردونه مداری یا مسکونی در جلوی فضاپیما واقع شده است و با نام مخفف BO شناخته می‌شود. ابزارآلاتی مانند وسایل آزمایشی، دوربین‌ها، دستگاه‌های مخابراتی، بار، دستگاه‌های اتصال فضایی، دستشویی فضاپیما، و سایر دستگاه‌هایی که برای مرحله بازگشت و فرود سایوز ضروری نیستند در این بخش جاسازی شده‌اند. در گونه‌های جدید سایوز، پنجره کوچکی نیز در این گردونه تعبیه شده که دید بهتری از جلوی فضاپیما برای فضانوردان فراهم می‌کند.

فضانوردان می‌توانند با بستن دریچه بین گردونه مداری و گردونه بازگشتی، این دو بخش را از هم کاملا جدا کنند. به این ترتیب هنگام انجام راهپیمایی فضایی می‌توان از بخش مداری به عنوان محفظه هوایی استفاده کرد، بدون اینکه مزاحمتی برای فضانوردانی که در گردونه بازگشتی نشسته‌اند پیش آید.

گردونه بازگشتی (فرود) سایوز

گردونه بازگشتی یا گردونه فرود سایوز در میان گردونه‌های مداری و سرویس قرار دارد و با نام مخفف SA شناخته می‌شود. این تنها گردونه سایوز است که به زمین باز می‌گرد. ادوات هدایت فضاپیما در این بخش قرار دارند و فضانوردان از این قسمت می‌توانند فضاپیما را کنترل و خلبانی کنند. سرنشینان هنگام پرتاب سایوز به فضا و هنگام بازگشت آن به زمین در گردونه بازگشتی مستقر می‌شوند. برای بازگشت به زمین، این بخش از دو قسمت دیگر سایوز جدا شده و به تنهایی وارد جو زمین می‌شود. برای مقابله با حرارت شدید ناشی از اصطکاک با اتمسفر، سازه گردونه بازگشتی سایوز با چندین لایه مواد مقاوم در برابر حرارت پوشیده شده است.

هنگام بازگشت، نخست اصطکاک با اتمسفر سرعت ورود گردونه فرود را کاهش می‌دهد. سپس، چتر ترمز سرعت را باز هم کاهش داده، در نهایت چتر نجات اصلی باز می‌شود. در فاصله بسیار کمی از سطح زمین، موتورهای ترمز ویژه‌ای که با سوخت جامد کار می‌کنند وارد عمل می‌شوند و گردونه بازگشتی را با سرنشینانش با آرامی روی زمین فرود می‌آورند.

گردونه سرویس (دستگاه‌ها و پیشرانه)

گردونه سرویس سایوز در انتهای فضاپیما قرار دارد و با نام رسمی «گردونهدستگاه‌ها و پیشرانه» و مخفف PAO  شناخته می‌شود. این بخش از محفظه تشکیل شده است:

محفظه دستگاه‌ها (PO): شامل دستگاه‌های کنترل دما، نیروی الکتریکی، ارتباطات رادیویی دوربرد، و دستگاه‌های کنترل پرواز.

محفظه پیشرانه (AO): شامل موتور اصلی، و سیستم‌های پیشرانه‌ای است که برای حرکت و مانور در مدار زمین و آماده‌سازی فضاپیما برای بازگشت به زمین بکار می‌روند.

در سطح خارجی گردونه سرویس، دو صفحه انرژی خورشیدی نصب شده‌اند. در طول پرواز مداری، انرژی خورشیدی منبع اصلی انرژی برای دستگاه‌ها و ابزار درون فضاپیما است. هرکدام از این صفحات از چهار قسمت تشکیل شده‌اند که در هنگام پرتاب بصورت تا شده روی هم قرار دارند. پس از قرار گرفتن سایوز در مدار، صفحات باز شده و آغاز به کار می‌کنند. سیستم ناوبری سایوز، چرخش فضاپیما را حول محور خود بطور خودکار تنظیم می‌کند به نحوی که صفحات خورشیدی بیشترین میزان نور از خورشید دریافت کنند.

هدف ساختار سه‌بخشی

هدف طراحان و مهندسان سایوز برای تقسیم کردن فضاپیمای سایوز به سه بخش این بود که بتوانند بیشتر ادوات و ابزارآلات مورد نیاز در ماموریت را در گردونه مداری جاسازی کنند. از آنجایی که گردونه مداری قرار است در جو زمین سوخته شود، نیازی به لایه‌های محافظ اضافی ندارد. در نتیجه نه تنها از وزن فضاپیما کاسته می‌شود، بلکه فضای بیشتری در گردونه بازگشتی برای کار فضانوردان فراهم می‌آید. برای مقایسه، در فضاپیمای آپولو گردونه‌های مداری و فرود از هم جدا نیستند و روی هم «بخش فرمان» نامیده می‌شود. بخش فرمان در آپولو دارای  متر مکعب فضای کار و زندگی برای فضانوردان و وزن 5000کیلوگرم است. درحالیکه در سایوز، 9متر مکعب فضای کاری برای فضانوردان وجود دارد و با این حال وزن کل این مجموعه از بخش فرمان آپولو کمتر است.

همچنین، جداسازی گردونه مداری از گردونه بازگشتی این امکان را به مهندسان می‌دهد که امکانات و دستگاه‌های بخش مداری را بسته به نیاز هر ماموریت تغییر دهند، بدون اینکه نیازی به تغییر یا دستکاری در گردونه بازگشتی باشد.

تبیان