Szojuz űrhajók

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
(Szojuz űrhajó szócikkből átirányítva)
Szojuz űrhajó
Soyuz TMA-7 spacecraft2edit1.jpg
Általános adatok
Ország Szovjetunió, Oroszország
Rendeltetés Személyzet szállítása űrállomásokhoz
Űrhajósok 2–3 fő
Műszaki adatok
Hordozórakéta Szojuz hordozórakéta
Hossz 7,48 m
Átmérő 2,72 m
Hasznos térfogat 10,5 m³
Össztömeg 7,2 t
Élettartam 6 hónap (űrállomáshoz kapcsolódva)

A Szojuz űrhajót (oroszul: Союз, azaz Szövetség) a Szojuz-program keretében fejlesztették ki. Hold-programra tervezték, de a szovjet holdprogram befejezése miatt csak Föld körüli pályán repült, főleg a Szaljut és a Mir űrállomásokhoz. Jelenleg a Nemzetközi Űrállomás programban személyszállításra és mentőhajóként használják, utódjaként több tervezett űrhajó is felmerült, például a Kliper és a PPTSZ.

Felépítés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Szojuz három részből áll:

Orbitális kabin (BO)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az Orbitális kabin (Orbital Module)

oroszul: бытовой отсек (БО)

    • Térfogat: 6,5 m³;
    • Tömeg: 1,3 tonna;
    • Átmérő: 2,2 méter

Az űrhajó első részén található kabinban van a személyzet pihenő- és munkahelye. A kabin két félgömbből és a köztük lévő hengeres részből áll. Itt tartózkodik a személyzet a Föld körüli pályán való keringés ideje alatt, az életfenntartó rendszere is ekkor üzemel. Itt található az étkező és az illemhely is. A kabinban kapott helyet az összes olyan berendezés, amely nem szükséges a visszatéréshez, valamint a szállított rakomány. A kabin elülső részén található a más űrhajókkal, űrállomásokkal összekapcsolódást és az átszállást lehetővé tevő dokkolószerkezet. A belső tér berendezéseit a kabin egyik oldalát elfoglaló, szekrényhez hasonló méretű és a vele szemközti oldalon elhelyezett, heverőhöz hasonló méretű egységben helyezték el. Az előbbiben elsősorban az életfenntartó rendszer elemei és tárolórekeszek, az utóbbiban az elektromos berendezések kaptak helyet. Az orbitális egység felületén a dokkolórendszer antennáit, kamerákat és kommunikációs antennákat helyezték el. Oldalt az űrhajóba beszállást lehetővé tevő ajtó, az alsó részen a visszatérőkabinba vezető, hermetikusan zárható ajtó található, ezért a kabint szükség esetén zsilipként is lehet használni.

Visszatérő kabin (SZA)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Visszatérő kabin (Descent Module)
Jobboldalt Leroy Chiao amerikai, középen Szalizsan Saripov orosz, baloldalt Jurij Sargin orosz űrhajós a Szojuz TMA-5 visszatérő egységében a beszállás után

oroszul: спускаемый аппарат (СА)

    • Térfogat: 3,9 m³;
    • Tömeg: 2,8 tonna;
    • Átmérő: 2,2 méter;

Az űrhajó középső részén található a lekerekített csonkakúp alakú parancsnoki kabin. Alakja megtervezésekor fontos szempont volt, hogy a hordozórakéta által megszabott átmérővel a lehető legnagyobb belső térfogatú legyen, valamint hogy a visszatérés során a légkörben képes legyen felhajtóerőt termelni, csökkentve az ilyenkor fellépő terhelést. Itt találhatók az űrhajó vezérlőrendszerei. Az indítás és a visszatérés során itt helyezkednek el az űrhajósok. Az ülések betétei minden űrhajós saját testformájához vannak kialakítva, megkönnyítve ezzel az indítás és a visszatérés során fellépő túlterhelés elviselését. A kabin független életfenntartó rendszerrel rendelkezik, amely az indítás és a visszatérés alatt üzemel. A visszatérést szolgáló berendezései: a kabin alján található hőpajzs, a visszatérés irányítását lehetővé tevő hat rakétafúvóka, az oldalt elhelyezett fő és tartalék ejtőernyő, valamint a földet érést segítő, szilárd hajtóanyagú fékezőrakéták, amelyek a felszín felett kb. 1,5 méterrel kapcsolódnak be, csökkentendő a talajhoz ütődéskor fellépő erőhatásokat. A leszállást biztosító ejtőernyő felülete 1000, a tartalékernyőjé 570 négyzetméter. A kabinnak két oldalsó ablaka van, valamint egy a dokkolást és a navigációt segítő periszkópot is elhelyeztek a külső részén. A fülke első részén található a hermetikusan zárható ajtó, amely az orbitális kabinba nyílik. A kabinba csak ezen az ajtón keresztül lehet bejutni.


Műszaki egység (PAO)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Műszaki egység (Instrumentation/Propulsion Module)

oroszul: приборно-агрегатный отсек (ПАО)

    • Tömeg: 2,9 tonna;
    • Átmérő: 2,7 méter;
    • Hossz: 2,3 méter;

A műszaki egység három alegységből áll. A visszatérőkabinnal összekapcsoló köztes egység külső részén találhatók az űrhajó irányának beállítására szolgáló manőverező hajtóművek. A nyomás alatt (1 bar, tiszta nitrogén) lévő légkondicionált műszeregységben az elektromos rendszerek, a hőszabályozó rendszerek, a nagy hatótávú kommunikációs rendszerek vezérlőelemeit helyezték el.

Az űrhajó leghátsó részén kapott helyet a meghajtóegység, a helyzetérzékelő a giroszkópokkal, a főhajtómű, az összesen 900 kg aszimmetrikus dimetil-hidrazin tüzelőanyagot és nitrogén-tetroxid oxidálóanyagot tároló üzemanyagtartály, továbbá a manőverező hajtóművek és a korai típusoknál a tartalék hajtómű. A meghajtóegység oldalán helyezték el a hőszabályozó rendszer radiátorait, a dokkolórendszer antennáinak egy részét, az infravörös és radaros irányérzékelőket, és a napelemes változatoknál a napelemtáblákat is. A napelemtáblák 8,37 méterre nyithatók.

Mentőrakéta (SZASZ)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Szojuz–TM–31 mentőrakétája

oroszul: система аварийного спасения, (CAC)

Minden Szojuz űrhajót szállító Szojuz hordozórakétát felszereltek mentőrakétával. A hordozórakéta orrán elhelyezett szilárd hajtóanyagú rakétákból álló egység feladata a visszatérőkabin mentése a hordozórakéta meghibásodásakor. Hiba esetén a mentőrakéta leválasztja a hordozórakétáról az orbitális kabint és a visszatérőkabint, majd miután eltávolodik a hordozórakétától, kioldja a visszatérőkabint, amely ezután a saját ejtőernyőivel ér földet. A Szojuz program során eddig kétszer volt szükség a mentőrakétára, a Szojuz–18A és a Szojuz–10–1 indításoknál. A mentőrakéta mindkét alkalommal sikeresen megmentette a személyzetet.

Fontosabb változatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szojuz-A

Szojuz 7K[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az első szovjet terveket a Hold megkerülésére emberes űrhajóval 1961-ben vázolták fel. Mivel az akkor rendelkezésre álló R–7 hordozórakéta változatok teherbírása nem volt elegendő, ezért több elgondolás elemeit egyesítve a Szergej Pavlovics Koroljov vezetése alatt álló csoport az 1-es számú OKB–1 tervezőirodában több űrhajóból álló komplexum tervein kezdett el dolgozni, melyet Föld körüli pályán szereltek volna össze.

1963-ban hagyták jóvá a Hold egyszeri megkerülésére tervezett Szojuz A-B-V komplexum terveit. Először a Szojuz-B meghajtófokozat állt volna 250 km magasságú Föld körüli pályára, minimális üzemanyaggal. Ezután négy küldetés során Szojuz-V tankerek kapcsolódtak volna össze a Szojuz-B-vel és feltöltötték volna az üzemanyagtartályait. Ezután kapcsolódott volna a Szojuz-A a Szojuz B-hez, majd a Szojuz-B hajtóművének beindításával a Holdat egyszer megkerülő, majd a Földhöz visszakanyarodó, ún. szabad visszatérési pályára álltak volna.

A Szojuz-A változat felépítése alapjaiban megegyezett a későbbi változattal, viszont az orbitális kabinja hengeres alakú volt. A műszaki egység átmérője 2,3 m volt. Ezen változat tervei szolgáltak a kínai Sencsou űrhajó fejlesztésének alapjául, maga a Szojuz-A nem épült meg.[1]

Szojuz 7K–OK[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Aktív dokkolóval felszerelt „eredeti” Szojuz makettje

Kozmosz–133, Kozmosz–1140A, Kozmosz–140, Szojuz 1-9 (1967–70)

A Hold-program Föld körüli dokkolási kísérleteihez fejlesztett változat. Három személyt szállíthatott, akik az űrséta kivételével nem viseltek űrruhát. Az orbitális kabin gömb alakú volt, ennek elülső részére szerelték fel az aktív-passzív típusú dokkolószerkezetet, amely mechanikus, elektromos és adatkapcsolatot létesíthetett a két űrhajó között. Átszállni viszont csak űrsétán lehetett, az orbitális kabint zsilipként használva. Az „Igla” dokkolórendszer automatikus dokkolást tett lehetővé. Az űrhajó energiaellátását napelemek biztosították.

A Szojuz–1 katasztrófája után áttervezték az ejtőernyőrendszert. Az első ember vezette űrhajók közti kapcsolódást és átszállást a Szojuz–4 és a Szojuz–5 hajtotta végre.[2]

Szojuz 7K–OKSZ[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szojuz 10, 11 (1971)

A Szojuz 7K–OK-n alapuló változat, melyet belső biztosító lehetővé tevő dokkolószerkezettel láttak el. Átmeneti típus volt a 7K–OK és a 7K–T típus között. Két indítást hajtottak végre 1971-ben. A Szojuz–10 dokkolása a Szaljut–1 űrállomáshoz sikertelen volt. A Szojuz–11 sikeresen dokkolt a Szaljut–1-hez és végrehajtotta feladatát, de visszatéréskor a kabin idő előtti dehermetizálódása miatt a háromfős személyzet meghalt.[3]

Szojuz 7K–T[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Szojuz–11 katasztrófája után a 7K–OK típusú űrhajót áttervezték. A személyzet az indítás és a visszatérés során űrruhát visel. Az ehhez szükséges berendezések egy ülőhelyet elfoglaltak, ezért ez a változat kétszemélyes lett. Mivel a változatot űrállomások elérésére tervezték, ezért elhagyták a napelemeket és akkumulátorokkal helyettesítették. Ezzel az űrhajó elektromos rendszere egyszerűbb és könnyebb lett, viszont az önálló repülési idő két napra csökkent. Az űrhajó maximális élettartama kezdetben 60, majd 90 nap volt az űrállomáshoz kapcsolódva. Ezzel a változattal repült Farkas Bertalan a Szaljut–6 űrállomáshoz.[4] Először 1972-ben repült személyzet nélkül, Koszmosz–496 jelzéssel.

A 7K-T/A9 (Szojuz–14, 15, 20, 21, 23) alváltozat rendelkezett a katonai rendeltetésű Almaz űrállomások távvezérléséhez szükséges berendezésekkel. [5]

A típus először 1973-ban repült Szojuz–12 jelzéssel. Utolsó indítása 1981-ben történt Szojuz–40 jelzéssel.

Szojuz ASTP (Szojuz 7K–TM)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Szojuz 19 (ASTP változat) űrhajó Föld körüli pályán
A Szojuz TMA-13 startja, 2008. október 12.

Szojuz 16,19,22 (1974–76)

Átmeneti változat a Szojuz űrkomp és a későbbi Szojuz-T változatok között. A több napos önálló repülés napelemek használatát tette szükségessé. A típust az APASZ–75 univerzális dokkolórendszerrel szerelték fel, melynek mindkét fele azonos kialakítású volt. A hírközlő és az űrrandevúrendszer kompatibilis volt az Apollo űrhajó hasonló rendszereivel.

A típust két, személyzet nélküli próba (Kozmosz-638, 672) után a Szojuz–16 hatnapos tesztrepülésén próbálták ki. A Szojuz–19 sikeresen összekapcsolódott az Apollo űrhajóval, létrehozva az első amerikai-szovjet ideiglenes űrállomást. [6] A Szojuz–19 tartalék űrhajóját átépítették. A Szojuz–22-n a Föld megfigyelésére készült keletnémet MKF-6 kamerarendszert a dokkolószerkezet helyére szerelték fel.[7]

Szojuz–T[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

(1980–1986) T=Transzportnij (=szállító)

Az átrendezett visszatérő kabinban immár háromfős, űrruhát viselő személyzet fért el. Az energiaellátást az eredeti Szojuzokon alkalmazottaknál könnyebb, hatékonyabb napelemek biztosították, hosszabb önálló repülést lehetővé téve. Az űrhajó saját számítógépet kapott. Az Argon–16 (16 kbyte RAM) lehetővé tette a manőverezéshez szükséges számítások elvégzését. A számított adatok kijelzésére egy képernyőt építettek az áttervezett, kisebb vezérlőpultba. A számítógéppel és az új vezérlőpanellel egyszerűbbé váló irányítás csökkentette a személyzet kiképzéséhez szükséges időt.

Az űrhajó új főhajtóművet kapott, valamint az eddig külön kisebb üzemanyagtartályokról üzemelő manőverező hajtóműveket összekapcsolták a főhajtómű tartályaival, ami jelentősen megnövelte az űrhajó manőverezőképességét. A manőverező hajtóművek ezzel kiválthatták az eddigi két hajtóházas tartalék hajtóművet, amit el is hagytak. Az űrhajó élettartama 120 napra nőtt. A mentőrakéta kisebb tömegű lett. Az eddig csak a visszatérési folyamatban leválasztható orbitális kabint hamarabb, magasabb pályán keringve is le lehetett választani, ezzel csökkenthető volt a fékezéshez szükséges üzemanyag mennyisége. A földet érést segítő fékezőrakéták teljesítményét megnövelték.[8]

Szojuz–TM[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Mir űrállomás kiszolgálásához készített, a Szojuz–T-n alapuló korszerűsített változat. Új, Kursz típusú megközelítő- és dokkolórendszert kapott. Emellett csökkentették az ejtőernyők tömegét, új hajtómű-blokkot és üzemanyagtartályokat kapott. Az új kommunikációs rendszer már külön csatornát biztosított a személyzet minden tagjának. Korszerűbb lett az űrhajó elektromos és hidraulikus rendszere is. Az üzemanyagrendszerben használt korszerűbb anyagoknak köszönhetően az űrhajó élettartama 180 napra nőtt.[9] A változtatásoknak köszönhetően az űrállomásra szállítható rakomány tömege 200 kg-ra, a visszahozható rakomány tömege 150 kg-ra növekedett.[10] 1986–2002 között alkalmazták.

Szojuz–TMA[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Szojuz TMA–2 űrhajó a Nemzetközi Űrállomás Zarja moduljához kapcsolódva

(2003–…) A=antropometricseszkij (=embermértékű)

A típust a Nemzetközi Űrállomás mentőűrhajójának tervezték. Az új, nagyobb üléseknek köszönhetően a személyzet tagjainak lehetséges magassága az eddigi 164–184 cm-ről 150–190 cm-re, lehetséges tömege 56–86 kg-ról 50–95 kg-ra bővült. A NASA által kért biztonsági változtatások okozta tömegnövekedés miatt az űrállomásra szállítható rakomány tömege 100 kg-ra, a visszahozható rakomány tömege 50 kg-ra csökkent. A földet érést segítő fékezőrakéták számát négyről hatra növelték. A Szojuz–TMA–5-től a visszatérőkabin üzemanyagrendszerének korszerűsítése 270 napra növelte az űrhajó élettartamát.[11]

Szojuz–TMA–M[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

(2010–…)

A legfontosabb változás a műszaki egység műszerrekeszében lévő 70 kg tömegű Argon-16 típusú fedélzeti számítógép cseréje az új, 8,3 kg tömegű CVM–10-es típusra. További fejlesztés a kommunikációs rendszerek integrálása egyetlen blokkba, a hűtőrendszer korszerűsítése, továbbá az élettartam egy évre növelése. Az új rendszereket először Progressz teherűrhajókon tesztelték 2008 végétől.[12]

Műszaki adatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Geometriai méretek és tömegadatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Változat: Szojuz A
(1963)
Szojuz 7K–OK
(1967–1971)
Szojuz 7K-L3
(LOK)
Szojuz 7K–T
(1973–1981)
Szojuz 7K–TM
(1975)
Szojuz–T
(1976–1986)
Szojuz–TM
(1986–2002)
Szojuz–TMA
(2003–2012 )
Szojuz TMA–M
(2010-től)
Teljes
Tömeg (kg) 5880 6560 9850 6800 6680 6850 7250 7220 7150
Hossz (m) 7,40 7,95 10,06 7,48 7,48 7,48 7,,48 7,48 7,48
Max Átmérő (m) 2,50 2,72 2,930 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72
Teljes szélesség (m)  ? 9,80  ? 9,80/– 8,37 10,6 10,6 10,7 10,7
Orbitális kabin (BO)
Tömeg (kg) 1 000 1 100 - 1 350 1 224 1 100 1 450 1 370
Hossz (m) 3 .00 3 .45 2 .26 2 .98 3 .10 2 .98 2 .98 2 .98
Átmérő (m) 2 .20 2 .25 2 .3 2 .26 2 .26 2 .26 2 .26 2 .26
Térfogat (m³) 2 .20 5 .00 - 5 .00 5 .00 5 .00 5 .00 5 .00
Visszatérő modul (SA)
Tömeg (kg) 2 480 2 810 2 804 2 850 2 802 3 000 2 850 2 950
Hossz (m) 2 .30 2 .24 2 .19 2 .24 2 .24 2 .24 2 .24 2 .24
Átmérő (m) 2 .17 2 .17 2 .2 2 .17 2 .17 2 .17 2 .17 2 .17
Térfogat (m³) 4 .00 4 .00 - 3 .50 4 .00 4 .00 3 .50 3 .50
Szervíz modul (PAO)
Tömeg (kg) 2 400 2 650 - 2 700 2 654 2 750 2 950 2 900
Hasznos tömeg (kg) 830 500 3152[13] 500 500 700 880 880
Hossz (m) 2 .10 2 .26 2 .82 2 .26 2 .26 2 .26 2 .26 2 .26
Átmérő (m) 2 .50 2 .72 2 .2 2 .72 2 .72 2 .72 2 .72 2 .72


Források és jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Szojuz űrhajók témájú médiaállományokat.