اولین پرتاب نسخه ارتقا یافته فضاپیمای سایوز
براساس برآوردهای اولیه، اولین پرتاب نسخه ارتقا یافته فضاپیمای سایوز در 18 مارس سال 2016 به فضا پرتاب خواهد شد.
پیش از این قرار بود اولین پرتاب نسخه ارتقا یافته فضاپیمای سایوز به همراه خدمه آن آلکسی اوچینین، اولگ شکریپوچکا و جفری ویلیامز در 30 ماه می سال 2016 انجام شود. سیرجی ریژکو و آندری بوریسنکو از روسیه و رابرت کیمبرو از ایالات متحده، خدمه‌هایی هستند که آماده به کار هستند.
فضاپیمای سایوز پرکارترین، پراستفاده‌ترین و پرعمرترین فضاپیمای سرنشین‌دار جهان است. این فضاپیما در اوایل دهه 60 میلادی زیر نظرسرگئی 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 مورد استفاده قرارگرفت. فضاپیمای سایوز در سال ۱۹۷۵ میلادی 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 و در آینده از سایوز برای سفر به ماه استفاده خواهد شد.
شرکت سازنده فضاپیمای سایوز قصد دارد ظرفیت قدرت سلول‌های خورشیدی را افزایش دهد. این شرکت همچنین قصد دارد این فضاپیما را به اتصالات جدید و موتورهای کنترلی جدید تجهیز کند تا امکان پهلوگیری به ایستگاه بین‌المللی فضایی را داشته باشد تا در صورت خرابی یکی از موتورها، ماموریت با شکست مواجه نشود.
این فضاپیما همچنین به سیستم‌های جهت‌یابی و ارتباطی پیشرفته مجهز خواهد شد و کنترل حرکت فضاپیما و سیستم‌های ناوبری دستخوش تغییرات بسیاری خواهد شد. نسخه جدید فضاپیما به سنسورهای گلوناس مجهز خواهد شد. در طول مرحله فرود و پس از فرود کامل آن، مختصات‌های جی‌پی‌اس و گلوناس از طریق جستجوی ماهواره‌ای و سیستم تجسس به سیستم کنترل آن منتقل خواهد شد.
سایوز از گذشته تا امروز
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 ۱۹۷۵ میلادی در طی پروژه آزمایشی آپولو-سایوز نقش مهمی بازی کرد، و پس از آن وسیله اصلی برای رفت‌وآمد 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 تاریخ ۷ آذر ۱۳۴۵ (۲۸ نوامبر ۱۹۶۶) و نخستین پرواز سرنشین‌دار آن در تاریخ ۳ اردیبهشت ۱۳۴۶ (۲۳ آوریل ۱۹۶۷) انجام شد. انوشه انصاری در تاریخ ۲۷ شهریور ۱۳۸۵ (۱۸ سپتامبر ۲۰۰۶) توسط فضاپیمای سایوز تی‌ام‌ای-۹ به ایستگاه فضایی بین‌المللی پرواز کرد. پیش از او، عبدالاحد مومند در تاریخ ۷ شهریور ۱۳۶۷ (۲۹ اوت ۱۹۸۸) از پایگاه فضایی بایکونور توسط فضاپیمای سایوز تی‌ام-۶ به ایستگاه فضایی میر پرواز کرده بود.
برای پرتاب سایوز به مدار زمین، از پرتابه‌ای (موشکی) به همین نام یعنی پرتابه سایوز استفاده می‌شود. واژه سایوز در زبان روسی به معنای «اتحاد» است. برنامه سایوز پس از برنامه‌های واستوک و واسخود، سومین برنامه فضایی سرنشین‌دار شوروی بود. سخت‌افزارهای اصلی برنامه فضایی سایوز عبارت بودند از فضاپیمای سایوز و موشک سایوز. مدیریت برنامه سایوز در حال حاضر بر عهده سازمان فضایی روسیه است.
ترکیب و طراحی
یك فضاپیمای سایوز از سه قسمت تشكیل می‌شود كه به ترتیب از جلو به عقب، عبارتند از: واحد مداری كه به شكل كره‌ای ناهموار است و در جلوی کپسول قرار دارد، واحد بازگشت که ابعادی کوچکتر و سطحی صافتر دارد و به منظور بازگرداندن سرنشینان به سطح زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد و واحد سرویس و خدمات، سیلندر تحتانی کپسول است که صفحات خورشیدی نیز به آن متصل هستند.
دو واحد ابتدایی کپسول فضایی سایوز، یعنی واحدهای مداری و بازگشت، مسکونی هستند و سرنشینان سایوز در این دو واحد مستقر می‌شوند. واحد مداری بیشتر یك انبار است و تقریباً بیشتر بار کپسول سایوز در این واحد قرار دارد. اکثر آنها ابزار و لوازمی هستند که قرار نیست مجدداً به زمین بازگردانده شوند. تجهیزات آزمایشگاهی، دوربینها و بسته‌هایی که برای مصرف فضانوردان به مدار زمین حمل شده است، همگی در واحد مداری قرار دارند. تجهیزات مربوط به الحاق فضاپیمای سایوز به سایر فضاپیماها و یا ایستگاه‌های فضایی نیز در جلوی واحد مداری نصب شده است. این واحد در مواقع ضروری می‌تواند مانند یک محفظه خروج نیز مورد استفاده قرار گیرد. ایزوله شدن این واحد از واحد بازگشت و امکان تخلیه هوای درون آن به داخل کپسولها ذخیره، از این واحد یک محفظه خروج تمام عیار ساخته است. واحد بازگشت به جهت تأمین امنیت فضانوردان در هنگام برگشت به جو زمین، توسط لایه های مخصوص و ابزار گوناگونی محافظت می‌شود تا گرمای بسیار زیاد ناشی از برخورد به جو غلیظ به سرنشینان آسیبی وارد ننماید. واحد بازگشت توسط لایه‌هایی از یک عایق مخصوص، کاملاً پوشانده شده است. این عایق در زمان برخورد سریع به مولکولهای هوا داغ شده و به تدریج فنا می‌شود. این موضوع باعث می‌شود بدنه اصلی کپسول از حرارت بسیار زیادی که در زمان بازگشت به جو تولید می‌گردد، در امان بماند.
کپسول سایوز سه نفر گنجایش دارد و تجهیزات مورد نیاز و حیاتی برای مدت سه روز و 5 ساعت جهت بقای سه فضانورد در آن پیش‌بینی شده است. در این کپسول سیستم حیاتی همواره مخلوط مناسبی از گازهای اكسیژن و نیتروژن را با فشار سطح دریا (یک اتمسفر) تولید و منتشر می‌کند. هوای منتشر شده در کپسول پس از مدتی با بخار آب و گاز دی‌اکسید‌کربنی که فضانوردان در اثر بازدم بیرون می‌دهند، اشباع و غیر قابل تنفس خواهد شد. از این رو مهندسان طراح نسبت به نصب دو سیلندر KO2 و LiOH در واحد سرویس سفینه اقدام کرده‌اند تا بخار آب و دی‌اکسید‌کربن منتشر شده را جذب و از هوای داخل سفینه خارج نمایند.
سیلندر KO2 بخش اعظمی از بخار آب و گاز دی‌اکسید‌کربن را جذب می‌نماید. KO2 كه سوپر اکسید پتاسیم نامیده می‌شود، تحت شرایط ویژه‌ای، زمانی که پتاسیم مذاب را در مجاورت اکسیژن خالص بسوزانند، تولیدمی‌گردد. در اثر ترکیب سوپر اکسید پتاسیم با آب و دی‌اکسید‌کربن، اکسیژن و نمک هیدروکربنات پتاسیم تولیدخواهد شد. نمک ته‌نشین شده و اکسیژن تولید شده به داخل سیکل سیستم حیاتی تزریق می‌گردد. با این روشعلاوه بر جمع‌آوری بخار آب و گاز دی‌اکسید‌کربن از هوای داخل کپسول که منجر به سختی تنفسفضانوردان می‌شود، مقداری اکسیژن نیز به سیستم اضافه می‌گردد. هر کیلوگرم سوپر اکسید پتاسیم قادر به جذب 309 گرم دی اکسید کربن و تولید 380 گرم اکسیژن است. از آنجا که بدن انسان بیش از آنچه اکسیژن دریافت می‌کند، دی اکسید کربن تولید می‌نماید، باید تمهید دیگری برای جذب دی‌اکسید‌کربن اضافی اندیشیده شود. سیلندر LiOH به همین منظور در سایوز تعبیه شده تا با جذب باقیمانده گاز دی‌اکسید‌کربن، هوای داخل کپسول را تصفیه و قابل تنفس نماید.
بخش انتهایی كپسول فضایی سایوز، واحد سرویس و خدمات است. داخل این بخش كه یك محفظه تحت فشار می‌باشد شامل ابزار و ادواتی مانند سیستم كنترل حرارت، باطریها، ابزار مخصوص تماس رادیویی و ارسال داده‌های تله‌متری، تجهیزات مربوط به كنترل وضعیت و موقعیت سفینه، موتور اصلی و مخازن سوخت و اكسید مایع است. در خارج از واحد سرویس، صفحات خورشیدی، سنسورهای گوناگون و آنتن‌ها نصب شده‌اند.
سیر تحول سایوز در طول زمان
اولین نمونه سرنشین‌دار سایوز، 7K-OK نامیده می‌شد و قادر به حمل سه سرنشینی بود كه احتیاجی به پوشیدن لباس فضایی نداشتند. این نمونه از سایوز كه به منظور سفر به ماه طراحی شده بود، همچنین دارای تجهیزات لازم برای الحاق بود اما دریچه‌ای جهت نقل و انتقال بین دو سفینه‌ای كه به هم وصل می‌شدند، پیش‌بینی نشده بود.
از این رو فضانوردان برای انتقال بین سفینه‌ها مجبور به انجام راهپیمایی فضایی بودند، كاری كه در زمان الحاق سایوز 4 و 5 روی داد. از نظر تاریخی این رویداد، اولین الحاق دو ناو فضایی سرنشین‌دار و اولین جابجایی خدمه بین دو سفینه بود.
فضانوردان ناوهای کیهانی سایوز 1 تا 11 ، بجز در موارد ضروری ( بطور مثال راهپیمایی فضانوردان سایوز-5) از لباس فضایی استفاده نمی‌کردند. این مسئله باعث مرگ کیهان‌نوردان سایوز-11 شد. با حذف یک صندلی در سایوزهای 12 تا 40، تعداد سرنشینان به دو نفر كاهش یافت اما در عوض خدمه می‌توانستند لباس فضایی مناسبی بر تن كنند تا در شرایط ویژه و اضطراری از جان آنها محافظت نماید. با توسعه برخی تجهیزات و به روز کردن دستگاه‌ها، ناو های سایوز-تی توانستند تعداد سرنشینان را بار دیگر به 3 نفر برسانند در حالی که هر سه می‌توانستند لباس فضایی امن داشته باشند.
سایوز TM در سال 1986به منظور حمل و نقل خدمه و بار به ایستگاه فضایی میر طراحی و ساخته شد. در این نمونه از كپسول فضایی سایوز موتورهای زمان نشستن، رادیوی برد بلند، چتر نجات اضطراری و سیستم جدید اتوماتیك جهت ملاقات و الحاق در فضا اضافه شد. بعدها و پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی، نمونه دیگری از سایوز با كد TMA جهت حمل و نقل بار و مسافر به ایستگاه بین‌المللی فضایی (ISS) طراحی و ساخته شد و تغییراتی بنا به سفارش آژانس فضایی آمریكا (NASA) در سیستم چتر فرود، محفظه سرنشین و پنجره‌هایی برای مشاهده بیرون نسبت به مدل قبلی در آن اعمال شده است.
فضاپیمای پروگرس كه مدل غیر سرنشین‌دار سایوز است به منظور حمل بار به ایستگاه بین‌المللی فضایی طراحی و ساخته شده است. جالب است بدانید كه طراحی و سیستم فضاپیمای شنزوی چینیها كه قادر به حمل فضانوردان چینی به فضا شده است، به شدت از سایوز متأثر است. آژانس فضایی روسیه اعلام كرده كه فضاپیمای سایوز را به منظور انجام مأموریتهایی به سایر سیارات منظومه شمسی تغییر خواهد داد و از نمونه دوباره طراحی شده این فضاپیمای قدیمی و مطمئن جهت فرستادن نخستین انسانها به مریخ استفاده خواهد شد.
