Введение

Теория и практика навигации за пределами атмосферы Земли

Астронавтика (или космонавтика) – это практика отправки космических аппаратов за пределы атмосферы Земли в космическое пространство. Космические полеты являются одним из основных направлений её применения, а космическая наука – охватывающей областью. Термин «астронавтика» (первоначально «astronautique» во французском языке) был предложен в 1920-х годах президентом академии Гонкура Ж. Х. Росни по аналогии с аэронавтикой. Ввиду определенного технического пересечения этих двух областей, термин «аэрокосмическая» часто используется для их совместного обозначения. В 1930 году Роберт Эсно Пелтери опубликовал первую книгу, посвященную этой новой области исследований. Термин «космонавтика» (первоначально «cosmonautique» во французском языке) был введен в 1930-х годах Ари Стернфельдом в его книге «Initiation à la Cosmonautique» (Введение в космонавтику), за которую он получил премию РЭП Хирша, позднее известную как Prix d'Astronautique, Французского астрономического общества в 1934 году. Как и в аэронавтике, ограничения по массе, температуре и внешним воздействиям требуют, чтобы аппараты, работающие в космосе, могли выдерживать экстремальные условия: глубокий вакуум, радиационное воздействие межпланетного пространства и магнитные пояса низкой околоземной орбиты. Ракетоносители должны противостоять колоссальным нагрузкам, а спутники – испытывать значительные колебания температуры за очень короткие промежутки времени. Жесткие ограничения по массе вынуждают инженеров-астронавтов постоянно искать способы снижения массы конструкции для максимизации полезной нагрузки, выводимой на орбиту.

История

Ранняя история космонавтики носит теоретический характер: фундаментальные математические основы космических путешествий были заложены Исааком Ньютоном в его трактате «Математические начала натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica) 1687 года. Другие математики, такие как швейцарец Леонард Эйлер и франко-итальянец Жозеф Луи Лагранж, также внесли существенный вклад в XVIII и XIX веках. Однако космонавтика не стала практической дисциплиной до середины XX века. В то же время, вопрос о космических полетах волновал воображение таких писателей, как Жюль Верн и Г.Г. Уэллс. В начале XX века русский ученый-космист Константин Циолковский вывел формулу ракеты, основное уравнение ракетного движения, позволяющее вычислить конечную скорость ракеты на основе массы космического аппарата, суммарной массы топлива и аппарата, а также скорости истечения газов. К началу 1920-х годов Роберт Годдард разрабатывал ракеты на жидком топливе, которые через несколько десятилетий стали важнейшим компонентом в конструкции таких известных ракет, как V-2 и Saturn V.

Премия «Prix d’Astronautique» (Премия по космонавтике), присуждаемая Французским астрономическим обществом (Société astronomique de France), стала первой премией в этой области. Эта международная премия, учрежденная пионерами авиации и космонавтики Робертом Эснаутом Пельтери и Андре Луи Хиршем, вручалась с 1929 по 1939 год за исследования в области межпланетных путешествий и космонавтики. К середине 1950-х годов началась космическая гонка между СССР и США.