مسابقه فضایی، یک فصل تعریف شده از جنگ سرد، مهندسی هوافضا را از یک نظم و انضباطی به یک نیروگاه نوآوری سریع تبدیل کرد، بین اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1970، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی منابع عظیمی را به پیش از توانایی های یکدیگر در فضا انتقال دادند.این رقابت نه تنها انسان ها را در ماه قرار داد بلکه نوآوری های پایدار را در مواد اولیه، سیستم های هدایت تاریخی، و پشتیبانی از تکنولوژی های تاریخی، ادامه می دهد.

زمینه تاریخی مسابقه فضایی

مسابقه فضایی در خلاء ظهور نکرد، آن را با تنش های جنگ سرد، غرور ملی، و اهمیت استراتژیک نشان دادن برتری تکنولوژیکی، پرتاب اسپوتنیک 1 اتحاد جماهیر شوروی در 4 اکتبر 1957، جهان را شوکه کرد و ایالات متحده را به عمل کشاند، این ماهواره کوچک و کوچک، ثابت کرد که موشک های بالستیک بین قاره می توانند محموله ها را تحویل دهند و شوروی در فضا هدایت کرده است.

اسپوتنیک و پاسخ آمریکایی

پس از اسپوتنیک، کنگره ایالات متحده در سال 1958 سازمان ملی هوانوردی و فضایی (NASA) را ایجاد کرد.این آژانس به سرعت پروژه مرکوری را آغاز کرد، با هدف قرار دادن یک فضانورد آمریکایی به مدار، اتحاد جماهیر شوروی با ویستوک 1، حمل یوری گاگارین به فضا در 12 آوریل 1961، این نقاط عطف اولیه مرحله را برای یک دهه رقابت شدید، با فشار دادن هر یک از محدودیت های مهندسی سیاره ای برای دستیابی به اکتشاف در فضا و فضا، تنظیم کرد.

برنامه های عطارد، Gemini و آپولو

برنامه های ناسا به سرعت تکامل یافته است. مرکوری (1958-1963) ثابت کرد که انسان می تواند در فضا زنده بماند و کار کند. (1961-1966) تکنیک های ضروری برای فرود مجدد مدار، لوله کشی و فعالیت اضافی را توسعه داد - مهارت های حیاتی برای ماموریت های قمری. برنامه آپولو (1961-1972) در فرود تاریخی 11 در ژوئیه 1969، 200، هر یک از فضانوردان فضایی که قادر به ساخت یک سیستم های فضایی قابل اعتماد هستند:

نوآوری های کلیدی و هوایی در طول مسابقه فضایی

فشار برای دستیابی به نتایج چشمگیر دهه های فشرده تحقیق و توسعه طبیعی؛ D تا چند سال. نوآوری های زیر نشان دهنده مهم ترین پیشرفت های مهندسی هوافضایی است که مستقیما توسط مسابقه فضایی هدایت می شود.

موشک پروفرنس و وسایل نقلیه پرتاب

فناوری موشکی بیشترین رشد انفجاری خود را در این دوره تجربه کرد. موشک RLT-7 اتحاد جماهیر شوروی، یک موشک بالستیک بین قاره ای، پرتاب اسپوتنیک و بعد از آن کیهان را به مدار برد. ایالات متحده تقویت کننده های اطلس و Titan را توسعه داد، اما موفقیت گسترده ای در ساخت و ساز S.-1، توسط Wernher von Browns تیم با یک موتور شگفت انگیز 7.50 پرتاب شده است که می تواند سرعت های فشرده سازی موشک های V1 را در مقیاس بزرگ و S5 به سرعت بالا ببرد.

هدایت، هدایت و کنترل

هدایت دقیق برای rendezvous در مدار و فرود ماه ضروری بود. کامپیوتر هدایت آپولو (AGC) یک سیستم دیجیتال پیشگام با 2,036 کلمه حافظه قابل ذخیره سازی و 36،864 کلمه از ردیاب نوار ساده شده بود، استفاده از یک تکنیک به نام "Digital Fly-by-wire" برای کنترل فضاپیما.

مواد و حفاظت حرارتی

فضاcraft دوباره وارد کردن دمای اتمسفر زمین بیش از 2500 درجه فارنهایت است نیاز به مواد سبک وزن، مقاوم در برابر گرما باعث نوآوری در سرامیک، پوشش های معطر و کامپوزیت های تیتانیوم - ماژول فرمان آپولو استفاده از یک سپر حرارتی ساخته شده از یک رزین ساختاری است که در طول بازگشت به پهلو، لوله های پیشرفته و لوله های حرارتی استفاده می شود.

حمایت از زندگی و عوامل انسانی

نگه داشتن فضانوردان زنده در خلاء فضا نیاز به سیستم های کاملا جدید دارد.فضای فضایی برای فضاپیمای مینیاتوری، فراهم کردن اکسیژن، تنظیم دما و حفاظت از میکرومتترید، کت و شلوار فضایی آپولو حدود 80 پوند وزن داشت و اجازه حرکت انعطاف پذیر را در حالی که سیستم های کنترل محیط زیست مدیریت شده دمای کابین، رطوبت و حذف دی اکسید کربن را دارند، برنامه Gemini پیشگام استفاده از سلول های سوخت برای برق و تولید آب، و سپس از تکنولوژی های ضروری برای پشتیبانی از فضا (سیستم کنترل مستقیم از ایستگاه های کنترل محیط زیست) است.

ارتباطات و تله عدم تقارن

ارتباط با فضاپیمای ده ها هزار مایل دور از آن خواستار پیشرفت های عظیمی در ارتباطات رادیویی بود.شبکه فضایی عمیق (DSN)، که در سال ۱۹۶۳ تاسیس شد، از آنتن های بزرگ پارابولیک برای ارتباط با کاوشگرهای بین سیاره ای و فضاپیمای آپولو استفاده کرد، نرخ داده ها و تکنیک های رمزگذاری شده به محدودیت های آنها تحمیل شد. مسابقه فضایی همچنین توسعه جامد و کوچک سازی مدارهای یکپارچه سازی شده در میان این سیستم های مخابراتی و سیستم های کامپیوتری را به طور نهایی به کار گرفت.

تاثیر بلند مدت بر مهندسی هوافضا

سرعت نوآوری در طول مسابقه فضایی با فرود آپولو متوقف نشد. فن آوری های توسعه یافته پایدار و تکامل یافته اند و بر روی هر دو فضا و کاربردهای زمینی تأثیر می گذارد.

تکنولوژی ماهواره ای و رصد زمین

اولین ماهواره های هواشناسی (TIROS-1، 1960) و ماهواره های ارتباطی (Telstar، 1962) محصولات مستقیم مهندسی مسابقات فضایی بودند. امروز هزاران ماهواره ارتباطات جهانی، پیش بینی آب و هوا، ناوبری و نظارت بر زمین را فراهم می کنند. فیزیک مکانیک مداری و قابلیت استفاده از وسایل نقلیه پرتاب توسعه یافته در دهه 1960 ستون فقرات صنعت فضایی تجاری باقی مانده است.

پیشرفت در طراحی Propulsion و Spacecraft

موتورهای راکت شیمیایی تصفیه شده اند اما اساساً از زمان زحل V. تغییر نکرده اند، درس های آموخته شده از مسابقه فضایی، توسعه موتورهای اصلی قابل استفاده مجدد شاتل فضایی و سری آریان اروپایی را در مقیاس هیدروژن / موتور های شارژ فضایی مایع، که اولین بار در مرحله بالا و بعد از آن در فضا پرواز می شود، در حال حاضر در مرحله اصلی نوآوری های فضایی ناسا (SL) استفاده می شود که در مرحله اول آزمایش های فضایی بالا انجام شده است.

تکنولوژی های اسپین آف در محصولات مصرفی و صنعتی

بسیاری از محصولات روزمره ریشه های خود را به برنامه های مسابقه فضایی ردیابی می کنند.(سیستم های تصفیه آب بهبود یافته، فوم حافظه، لنزهای مقاوم در برابر خراش و ابزارهای بی سیم همه از تحقیقات انجام شده برای ماموریت های فضایی بهره مند می شوند. [برنامه انتقال تکنولوژی ناسا] هزاران اسپینوف را مستند کرده است.به عنوان مثال، تکنولوژی سلول سوختی که قدرت برای ماموریت های آپولو فراهم می کند، در حال حاضر در برخی از وسایل نقلیه بدون مصرف استفاده می شود.[۱۰]

الهام برای اکتشاف آینده

مسابقه فضایی نشان داد که انسان ها می توانند به ظاهر غیرممکن شوند، زمانی که منابع و سیاست ها هماهنگ شوند، الهام بخش نسل های دانشمندان، مهندسان و کاوشگرها است. امروز، مشارکت های عمومی و خصوصی مانند برنامه خدمه تجاری ناسا و پیمان های آرتمیس به طور مستقیم بر میراث فنی و سازمانی دوره آپولو استوار است.این فشار فعلی برای بازگشت انسان به ماه و در نهایت غیر قابل تصور است بدون اینکه اثبات فضایی آن را تکرار کند و حتی فضای تجاری به فضای مجازی آن مدیون است.

نتیجه گیری

مسابقه فضایی بسیار بیشتر از یک مسابقه سیاسی بود، موتور نوآوری بود که دهه ها پیشرفت مهندسی هوافضا را به چند سال فشرده کرد.از راکتی گرفته تا هدایت، از مواد به حمایت از زندگی، پیشرفت های حاصل شده در طول این دوره همچنان به اکتشاف فضایی مدرن ادامه می دهد و به برنامه های بی شماری زمین تبدیل شده است، زیرا ملت های جدید و شرکت های خصوصی وارد عرصه فضا می شوند، و درس های فن آوری های فضایی که به عنوان پایه های تکنولوژیکی مربوط به آن نیستند، بلکه به عنوان پایه های تکنولوژیکی مربوط به عنوان یک سیستم فن آوری های بی شمار زمین باقی می ماند.