С помощью гироскопических систем возможно с большой точностью определить ориентацию корабля относительно некоторого однажды заданного положения. Эффект базируется на сохранении неподвижности в пространстве вращающегося тела – гироскопа. Сигналы от гироскопических систем передаются на двигатели ориентации в пространстве, и космический корабль поддерживает заданную пространственную ориентацию.

Датчики горизонта позволяют определять положение корабля относительно земного шара, датчики Солнца определяют расположение корабля относительно Солнца, а датчики звезд позволяют определить пространственное положение корабля по расположению звездной сферы. Все перечисленные системы являются вспомогательными по отношению к главным гироскопическим приборам.

Еще одним видом вспомогательных навигационных устройств являются датчики ускорения.

Важнейшую роль в космической навигации имеют радарные установки кораблей. За счет использования различных радарных устройств определяется расстояние до Земли и других космических аппаратов. Важнейшую роль играют стыковочные радары при сложнейшей операции – стыковке.

Научные системы

Научные системы космических кораблей очень разнообразны и различны по форме, устройству и назначению.

В условиях земной орбиты возможно проведение микрогравиметрических опытов, а также астрономические наблюдения, точность которых тем выше, что они не затруднены атмосферными искажениями и не зависят от метеоусловий.

В опытах в условиях микрогравитации выделяют два основных направления: биотехнологическое и химико-металлургическое.

Основными направлениями биотехнологических исследований являются изучение влияния невесомости на земные организмы и синтез биологически активных и целебных веществ, производство которых невозможно на Земле.

Биотехнологический модуль «Природа» станции «Мир»

К биотехнологическим модулям космических кораблей высказываются особенно высокие требования по поддержанию на постоянном уровне температуры, влажности и давления, поскольку даже незначительное отклонение этих параметров от эталонных величин способно сорвать многодневные или даже многомесячные эксперименты.

Основными направлениями химико-металлургических исследований в космосе являются получение новых сплавов, получение которых возможно лишь в невесомости, и исследование новых методов напыления металла на разнообразные поверхности. Кроме того, проводятся и некоторые другие, более сложные химические опыты.

Научно-исследовательский модуль «Кристалл» станции «Мир»

Интереснейшие результаты дает производство в космосе различных полупроводников.

Материалы, полученные на орбитальных станциях, доставляются на Землю либо на многоразовых космических кораблях, советском «Буране» и его американском аналоге, так называемом «Челноке» (“Shuttle”), либо на спускаемых капсулах. В любом случае цена одного килограмма полезного груза достигает сотен тысяч, а иногда и миллионов долларов.

В настоящее время ведутся разработки автоматических беспилотных космических аппаратов, способных после выхода в космос за некоторое время совершить над находящимися в них материалами все необходимые технологические операции и вернуться на Землю уже с готовым продуктом. Разработка таких систем начата в нашей стране еще в восьмидесятые годы в конструкторском бюро «Салют», и к началу девяностых получены первые результаты, однако экономический кризис девяностых годов не позволил работам по этой теме перейти в практическую плоскость.

Другим важнейшим направлением научных исследований в космосе являются астрономические и геодезические наблюдения.

Исследование космоса с орбиты не затруднено атмосферой, что позволяет получать высококачественные и высокоточные снимки.