Химическая и электрохимическая К. 9 страница

Взаимодействие К. л. с веществом. 1. Ядерно-активная компонента К- л. и множественная генерация частиц. При взаимодействии протонов и др. ядер первичных К. л. высокой энергии (~неск. Гэв и выше) с ядрами атомов земной атмосферы (гл. обр. азота и кислорода) происходит расщепление ядер и рождение неск. нестабильных элементарных частиц (т. н. множественные процессы), в основном [ris] -мезонов (пионов) - заряженных [ris] и нейтральных [ris] с временами жизни 2, 5*10-⁸ сек и 0, 8*10-¹⁶ сек соответственно. Со значительно меньшей вероятностью (в 5-10 раз) рождаются К-мезоны и с ещё меньшей - гипероны и практически мгновенно распадающиеся резонансы. На рис. 6 приведена фото-
[ris]

Рис. 6. Фотография множественного рождения частиц при взаимодействии тяжёлого ядра первичного космического излучения с одним из ядер фотоэмульсии; образовано (помимо нейтральных) свыше 300 заряженных частиц, главным образом пионов.

графия множеств, рождения частиц, зарегистрированного в ядерной фотоэмульсии; частицы вылетают из одной точки в виде узкого пучка. Ср. число вторичных частиц, образующихся в одном акте взаимодействия протона (или л-мезона) с лёгким ядром или одним нуклоном такого ядра, возрастает с ростом энергии [ris] сначала по степенному закону, близкому к [ris] (вплоть до [ris] ж 20 Гэв), а затем (в области энергий 2*10¹⁰-10¹³ эв) этот рост замедляется и лучше описывается логарифмич. зависимостью. В то же время косвенные данные по широким атм. ливням указывают на процессы значительно более высокой множественности при энергиях > =10¹⁴ эв.

Угловая направленность потока рождённых частиц в широком интервале энергий первичных и рождённых частиц такова, что составляющая импульса, перпендикулярная направлению первичной частицы (т. н. поперечный импульс), составляет в среднем 300-400 Мэв/с, где с - скорость света в вакууме (при очень высоких энергиях [ris] частицы, когда энергией покоя частицы тс² можно пренебречь по сравнению с её кинетич. энергией, импульс частицы [ris] поэтому в физике высоких энергий импульс обычно измеряют в единицах Мэв/с).

Первичные протоны при столкновении теряют в среднем ок. 50% начальной энергии (при этом они могут испытывать перезарядку, превращаясь в нейтроны).

Образующиеся при расщеплении ядер вторичные нуклоны (протоны и нейтроны) и рождённые в столкновениях заряженные пионы высокой энергии будут также (вместе с потерявшими часть энергии первичными протонами) участвовать в ядерных взаимодействиях и вызывать расщепление ядер атомов воздуха и множеств, образование пионов. Ср. пробег, на котором осуществляется одно ядерное взаимодействие, принято измерять удельной массой пройденного вещества; он составляет для первичных протонов ~90 г/см² воздуха, т. е. ~9% всей толщи атмосферы. С ростом атомного веса вещества А ср. пробег постепенно возрастает (примерно как А '³), достигая ~ 160 г/см² для свинца. Рождение пионов происходит в основном на больших высотах (20-30 км), но продолжается в меньшей степени по всей толще атмосферы и даже на глубине нескольких м грунта.

Вылетающие при ядерных столкновениях нуклоны ядер и не успевшие распасться заряженные пионы высокой энергии образуют ядерно-активную компоненту вторичных К. л. Многократное повторение последовательных, каскадных взаимодействий нуклонов и заряженных пионов с ядрами атомов воздуха, сопровождающихся множественной генерацией новых частиц (пионов) в каждом акте взаимодействия, приводит к лавинообразному возрастанию числа вторичных ядерно-активных частиц и к быстрому уменьшению их ср. энергии. Когда энергия отд. частицы становится меньше 1 Гэв, рождение новых частиц практически прекращается и остаются (как правило) только процессы частичного (а иногда полного) расщепления атомного ядра с вылетом нуклонов сравнительно небольших энергий. Общий поток частиц ядерно-активной компоненты по мере дальнейшего проникновения в глубь атмосферы уменьшается (рис. 7, кривая 1), и на уровне моря (~1000 г/см²) остаётся менее 1% ядерно-активных частиц.
[ris]

Рис. 7. Поглощение космических лучей в атмосфере - зависимость интенсивности I космических лучей (для 50⁰ с. ш.) от толщины t пройденного слоя: I -ядерно-активная компонента (протоны и а-ча-стицы); 2 - мягкая компонента; 3 - проникающая компонента (мюоны); 4 - полная интенсивность.

2. Электронно-фотонные ливни и мягкая компонента вторичных К. л. Образующиеся при взаимодействиях частиц ядерно-активной компоненты с атомными ядрами нейтральные пионы практически мгновенно распадаются (вследствие их очень малого времени жизни) на два фотона (гамма)каждый: [ris] Этот процесс даёт начало электронно-фотонной компоненте К. л. (она наз. также мягкой, т. е. легко поглощаемой, компонентой).

В сильных электрич. полях атомных ядер эти фотоны рождают электронно-позитронные пары [ris] а электроны и позитроны, в свою очередь, путём тормозного излучения испускают новые фотоны [ris] и т. д. Такие процессы, носящие каскадный характер, приводят к лавинообразному нарастанию общего числа частиц - к образованию электронно-фотонного ливня. Развитие электронно-фотонного ливня приводит к быстрому дроблению энергии я⁰ на всё большее число частиц, т. е. к быстрому уменьшению ср. энергии каждой частицы ливня. После макс, развития мягкой компоненты, достигаемого на высоте ок. 15 км (~120 г/см²), происходит её постепенное затухание (рис. 7, кривая 2). Когда энергия каждой ч-астицы становится меньше нек-рого критич. значения (для воздуха критич. энергия составляет ок. 100 Мэв), преобладающую роль начинают играть потери энергии на ионизацию атомов воздуха и комптоновское рассеяние (см. Комптона эффект); увеличение числа частиц в ливне прекращается, и его отд. частицы быстро поглощаются. Практически полное поглощение электронно-фотонной компоненты происходит на сравнительно небольших толщах вещества (особенно большой плотности); в лабораторных условиях для этого достаточно иметь свинцовый экран толщиной 10-20 см (в зависимости от энергии частиц). Электронно-фотонный ливень, зарегистрированный в камере Вильсона, приведён на рис. 8.

Осн. характеристикой электронно-фотонного ливня является изменение числа частиц с увеличением толщины пройденного вещества - т. н. каскадная кривая (рис. 9). В соответствии с теорией этого процесса число частиц в максимуме каскадной кривой примерно пропорционально энергии первонач. частицы. Углы отклонения частиц от оси ливня определяются рассеянием электронов и позитронов, а ср. поперечный импульс составляет ок. 20 Мэв/с.

Наряду с [ris] -мезонами в К. л. существуют и др. источники образования электронно-фотонных ливней. Это электроны и " у-кванты высокой энергии (> 100 Мэв) первичных К. л., а также [ris] -электроны, т. е. атомарные электроны, выбиваемые за счёт прямого электрич. взаимодействия проходящих сквозь вещество быстрых заряженных частиц К. л.

При очень высоких энергиях (> =10¹⁴ эв) электронно-фотонные ливни в земной атмосфере приобретают специфические черты широких атмосферных ливней. В таких ливнях очень большое число последоват. каскадов размножения приводит к сильному росту общего потока частиц (исчисляемого в зависимости от энергии многими миллионами и даже миллиардами) и к их широкому пространств, расхождению - на десятки и сотни м от оси ливня. В широких атм. ливнях у поверхности Земли одна частица ливня приходится примерно на несколько (2- 3)Гэв энергии первичной частицы, вызвавшей ливень. Это даёт возможность оценивать по полному потоку частиц в ливне энергию приходящих на границу земной атмосферы " предков" этих ливней, что невозможно сделать непосредственно из-за крайне малой вероятности их прямого попадания в точку наблюдения. Вследствие большой плотности потока частиц в широком атм. ливне испускается сравнительно интенсивное направленное электромагнитное излучение как в оптич. области спектра, так и в радиодиапазоне. Оптич. часть свечения определяется процессом Черенкова - Вавилова излучения, поскольку скорости большинства частиц превышают фазовую скорость распространения света в воздухе. Механизм радиоизлучения более сложен; он связан, в частности, с тем, что магнитное поле Земли вызывает пространств, разделение потоков отрицательно и положительно заряженных частиц, что эквивалентно возникновению переменного во времени электрич. диполя.
[ris]

Рис. 8. Фотография, показывающая развитие электронно-фотонного ливня в латунных пластинках, установленных в камере Вильсона.

3. Космические мюоны и нейтрино. Проникающая компонента вторичного излучения. Возникающие в атмосфере под действием К. л. заряженные пионы участвуют в развитии ядерного каскада лишь при достаточно больших энергиях - до тех пор, пока не начинает сказываться их распад на лету. В верхних слоях атмосферы процессы распада становятся существенными уже при энергиях < = 10 ¹² эв. Заряженный пион (с энергией < = 10¹¹ эв) распадается на мюон [ris] (заряженную нестабильную частицу с массой покоя м_мю" 207 м_е, где т_е - масса электрона, и ср. временем жизни [ris] " 2-10~⁶ сек) и нейтрино [ris] (нейтральную частицу с нулевой массой покоя). В свою очередь, мюон распадается на позитрон (или электрон), нейтрино и антинейтрино. Т. к. скорости мюонов (как и всех остальных частиц К. л.) очень близки к скорости света с, то, в соответствии с теорией относительности, ср. время до их распада т достаточно велико - пропорционально полной энергии [ris] = = [ris] Кроме того, мюоны, не являясь ядерно-активными частицами, слабо взаимодействуют с веществом (посредством электромагнитного взаимодействия) и теряют свою энергию в осРис. 9. Каскадные кривые, показывающие изменение числа электронов (и позитронов)в зависимости от толщины пройденного ливнем слоя свинца при начальных энергиях электронов 1, 1 и 3 Гэв.
[ris]

новном на ионизацию атомов (~ 2 Мэв на толщине 1 г/см²). Поэтому поток мюонов представляет собой проникающую компоненту К. л. Даже при сравнительно умеренной энергии ~ 10 Гэв мюон может не только пройти сквозь всю земную атмосферу (см. рис. 7, кривая 3), но и проникнуть далеко в глубь Земли на расстояния порядка 20 м грунта (рис. 10). Макс, глубина, на к-рой регистрировались мюоны наиболее высокой энергии, составляет ок. 8600 м в переводе на водный эквивалент. Благодаря своей большой проникающей способности именно мюоны образ уют " скелет" широких атм. ливней на больших (сотни и) расстояниях от их оси.

Т. о., одновременно с развитием описанного выше ядерного каскада происходит (за счёт распада [ris]) его " обрастание", электронно-фотонной компонентой, а также (за счёт распадов [ris]) - проникающей мюонной компонентой (рис. 11).

Высокая проникающая способность в сочетании с прямо пропорциональным плотности вещества коэфф. поглощения при умеренных энергиях (десятки и сотни Гэв) делает проникающую компоненту К. л. очень удобным средством для подземной геофизич. и инж. разведки (рис. 12). Измеряя интенсивность К. л. телескопом счётчиков в штольнях и сравнивая полученные данные с известными кривыми поглощения К. л. в воде или грунте, можно обнаруживать или уточнять положения рудных пластов и пустот, а также измерять весовую нагрузку на грунт от стоящих на нём сооружений.
[ris]

Рис. 10. Зависимость интенсивности I вертикального потока проникающей (мюонной) компоненты космических лучей от глубины t относительно уровня моря (масштаб логарифмический).

При энергиях порядка 10¹² эв и выше наряду с ионизац. потерями энергии мюонов становятся всё более существенными потери энергии на образование электронно-позитронных пар и тормозное излучение, а также на прямые взаимо-
[ris]

Рис. 11. Схема ядерно-каскадного процесса в атмосфере, с образованием трёх основных компонент вторичных космических лучей: электронно-фотонной (мягкой), ядерно-активной и мюонной (проникающей); р - протон; n - нейтрон; [ris] - пионы; [ris] - мюоны; [ris] - позитрон и электрон; v - нейтрино; [ris] - квант.

действия с атомными ядрами вещества. Вследствие этого на глубинах и 8 км вод-иого эквивалента под углами ^50⁰ к вертикали поток космич. мюонов оказывается ничтожно малым. Эксперименты, проводившиеся с 1964 в шахтах Индии и Юж. Африки с установками огромной 'площади, позволили обнаружить на этих глубинах под углами > 50⁰ дополнит, поток мюонов, единств, источником к-рых могли быть только взаимодействия нейтрино с атомными ядрами вещества. Эти опыты представили собой уникальную возможность изучения свойств самой проникающей - нейтринной - компоненты К. л. Наиболее важной проблемой

Рис.12. Пример разведки полезных ископаемых при помощи измерения интенсивности проникающей (мюонной) компоненты космич. лучей: а- разрез полиметаллического месторождения (I- наносы, II - известняк, III-богатая руда, IV -бедная руда, V - вкрапленное ору-денение); б -интенсивность I космических лучей, измеренная телескопом счётчиков (вертикальные линии на кривой указывают ошибки измерений).
[ris]

при этом является изучение взаимодействия нейтрино сверхвысоких энергий с веществом; в частности, для выяснения структуры элементарных частиц особый интерес представляет исследование увеличения поперечного сечения взаимодействия (уменьшения " прозрачности" вещества) с ростом энергии нейтрино. Такое возрастание сечения взаимодействия нейтрино установлено на ускорителях до энергий 10¹⁰ эв. Очень важно исследовать, будет ли продолжаться этот рост сечения вплоть до энергий 10¹⁵ эв (соответствующих характерному расстоянию слабых взаимодействий 6*10^-17 см). Измерения потоков солнечных нейт-

Гино значительно более низких энергий ~1 Мэв) позволят подойти к решению и другой, космофизической, проблемы нейтринной физики. Это связано с использованием огромной проникающей способности нейтрино для косвенного измерения темп-ры недр Солнца, от к-рой зависит характер протекающих в нём ядерных реакций - осн. источника солнечной энергии (см. Нейтринная астрономия).

Проблемы и перспективы. Дальнейшее изучение К. л. в лабораториях и на. космич. станциях продолжается в двух направлениях. На космофизич. направлении выясняется природа тех осн. процессов, в к-рых может происходить ускорение частиц до высоких и сверхвысоких энергий (в сверхновых звёздах, пульсарах, отчасти на Солнце), а также свойства межпланетной и межзвёздной среды по вариациям интенсивности К. л., особенностям их состава, углового и энер-гетич. распределения. Особенно большие надежды возлагаются на исследования в области рентгеновской и гамма-астрономии в тесной связи с радиоастрономич. и астрономич. наблюдениями возможных источников К. л.

Интересен также вопрос о роли нейтрино как одной из компонент первичных К. л. при энергиях > =10 ²⁰ эв. Возникновение широких атм. ливней столь высоких энергий уже трудно объяснить заряженными частицами, ускоряемыми в пределах нашей Галактики, а частицы межгалактич. происхождения не могут набрать таких энергий из-за столкновений с фотонами реликтового излучения, заполняющего Метагалактику. Поэтому приходится учитывать возможность непрерывного роста непрозрачности вещества (в частности, атм. воздуха) для потоков космич. нейтрино, к-рые в этом случае смогли бы стать " предками" самых мощных широких ливней.

Делаются попытки окончательно решить неясную пока проблему существования файрболов - гипотетических частиц (с массами ~ 3-5 Гэв, а иногда и значительно выше), почти мгновенно распадающихся после своего рождения на отд. частицы (в основном пионы) по законам статистич. физики. Далеко не закончены дискуссии о степени применимости описания множеств, рождения чаcстиц моделями гидродинамич. и термоди-намич. типов, в к-рых образуемая при ядерных столкновениях высоковозбуждённая " адронная материя" с неопределённым числом частиц расширяется вплоть до её распада на отд. свободные частицы. Лит.: Гинзбург В. Л., Сыроватскцй С. И., Происхождение космических лучей, М., 1963; Дорман Л. И., Вариации космических лучей и исследование космоса, М., 1963; Дорман Л. И., Мирошниченко Л. И., Солнечные космические лучи, М., 1968; Дорман

Л. И., Смирнов В. С., Тясто М.И., Космические лучи в магнитном поле Земли, М., 1971; Мурзин В. С., Сарыче-в а Л. И., Космические лучи и их взаимодействие, М., 1968; Бугаев Э. В., Котов Ю. Д., Розенталь И. Л., Космические мюоны и нейтрино, М., 1970; Бондаренко В. М., Использование космических лучей в геологии, М., 1965. Популярная лит.: Росси Б., Космические лучи, пер. с англ., М., 1966; Добро-тин Н. А., Космические лучи, М., 1963; Жданов Г. Б., Частицы высоких энергий, М., 1965; Гинзбург В. Л., Происхождение космических лучей, М., 1968.

Г. Б. Жданов.

КОСМИЧЕСКИЕ ОБСЕРВАТОРИИ, то же, что внеатмосферные обсерватории.

КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ первая, вторая, третья, критические значения скорости космич. аппарата в момент выхода его на орбиту (т. е. в момент прекращения работы двигателей ракеты-носителя) в гравитационном поле. Каждая К. с. вычисляется по определённым формулам и может быть физически интерпретирована как минимальная начальная скорость, при к-рой космич. аппарат, запускаемый с Земли, может или стать искусств, спутником (первая К. с.), или выйти из сферы действия тяготения Земли (вторая К. с.), или покинуть Солнечную систему, преодолев притяжение Солнца (третья К. с.). В лит-ре встречаются 2 варианта матем. определений К. с. В одном из вариантов К. с. может быть вычислена для любой высоты над земной поверхностью или любого расстояния от центра Земли.

Первая К. с. v, на расстоянии г ог центра Земли определяется по формуле [ris] где f - постоянная тяготения, М - масса Земли. Принимается (см. фундаментальные астрономические постоянные) fM = 398 603 км³/сек². В небесной механике эта скорость наз. также круговой скоростью, т. к. в задаче двух тел движение по кругу радиуса г тела с массой m вокруг др. тела, обладающего несравнимо большей массой М (при М»»г), происходит именно с такой скоростью.

Если в момент выхода на орбиту космич. аппарат имеет скорость [ris], перпендикулярную направлению на центр Земли, то его орбита (при отсутствии возмущений) будет круговой. При v_a< vi орбита имеет форму эллипса, причём точка выхода на орбиту расположена в апогее. Если эта точка находится на вые. ок. 160 км, то сразу же после момента выхода на орбиту спутник попадает в лежащие ниже плотные слои атмосферы и сгорает. Т. о., для указанной высоты первая К. с. является минимальной для того, чтобы космический аппарат стал спутником Земли. На больших высотах космический аппарат может стать спутником и при v₀, несколько меньших Vi, вычисленной для этой высоты. Так, на вые. 300 км космич. аппарату для этого достаточно иметь скорость на 45 м/сек меньшую, чем Vi.

Вторая К. с. Си на расстоянии т от центра Земли определяется по формуле

[ris] Вторая К. с.

называется также скоростью освобождения (убегания, ускользания), или п а-раболической скоростью, т. к. при начальной скорости Юо = fn тело с массой m в задаче двух тел будет двигаться относительно тела с массой М (при [ris]) по параболич.
орбите и удалится сколь угодно далеко, освобождаясь, в известном смысле, от гравитац. воздействиям. Скорости, меньшие параболической, наз. эллиптическими, а большие - гиперболическими, т. к. при таких начальных скоростях движение в задаче двух тел с массами т и? (при М»т) происходит по эллиптич. или гиперболич. орбитам соответственно.

Значения первой и второй К. с. для различных высот h, отсчитываемых от уровня моря на экваторе (h = r - 6378 км), приведены в табл. 1.

Табл. 1.-Первая (v₁) и вторая v_II) космические скорости для разных высот (h) над уровнем моря

Понятия К. с. применяются также при анализе движения космич. аппаратов в гравитац. полях любых планет или их естеств. спутников, а также Солнца. Так можно определить К. с. для Венеры, Луны, Солнца и др. Эти скорости вычисляются по приведённым выше формулам, в к-рых в качестве? принимается масса соответствующего небесного тела. Значения fM для нек-рых небесных тел приведены в табл. 2.

Табл. 2.- Значения гравитационной постоянной для Луны, Солнца и планет

Третья К. с. v_IIIопределяется из условия, что космич. аппарат, достигнув границы сферы действия тяготения Земли (т. е. расстояния ок. 930 000 км от Земли), имеет относительно Солнца параболич. скорость (вблизи орбиты Земли эта скорость равна 42, 10 км/сек). Относительно Земли в этот момент скорость космич. аппарата не может быть меньше 12, 33 км/сек, для чего, согласно формулам небесной механики, при запуске вблизи поверхности Земли (на вые. 200 км) скорость космич. аппарата должна составлять ок. 16, 6 км/сек.

В др. варианте матем. определения первая, вторая и третья К. с. вычисляются по тем же формулам, но только для самой поверхности шаровой однородной модели Земли (радиусом 6371 км). В этом смысле первая К. с. является круговой скоростью, а вторая К. с.- параболической скоростью, рассчитанными для поверхности Земли. При этих условиях К. с. имеют единств, значения: первая К. с. равна 7, 910 км/сек, вторая-11, 186 км/сек, третья - 16, 67 км/сек. При гипотетич. запуске космич. аппарата с поверхности такой модели Земли, принимаемой абсолютно гладкой и лишённой атмосферы, К. с. в точности отвечают физич. интерпретации, указанной в начале статьи.

Аналогично К. с. могут быть вычислены также и для поверхностей др. небесных тел. Так, для Луны первая К. с. составляет 1, 680 км/сек, вторая - 2, 375 км/сек. Вторая К. с. для Венеры и Марса равна, соответственно, 10, 4 км/сек и 5, 0 км/сек.

Лит.: Дубошин Г. Н., Небесная механика. Основные задачи и методы, М., 1963; Левантовский В. И., Механика космического полета в элементарном изложении, М., 1970; Руппе Г. О., Введение в астронавтику, пер. с англ., т. 1, М., 1970. Ю.Л.Рябов.

КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ, космический летательный аппарат, предназначенный для полёта людей (пилотируемый космич. летательный аппарат). Отличительная особенность К. к.- наличие герметич. кабины с системой жизнеобеспечения для космонавтов. К. к. для полёта по геоцентрич. орбитам наз. кораблями-спутниками, а для полёта к др. небесным телам - межпланетными (экспедиционными) К. к. Разрабатываются транспортные К. к. многократного использования для доставки людей и грузов с Земли на низкую геоцентрич. орбиту и обратно, напр, для связи с долговременной орбитальной станцией. Транспортировка людей и грузов с низкой геоцентрич. орбиты на более высокую, вплоть до стационарной, и обратно предусматривается с помощью автоматич. космич. ракет-буксиров. Изучаются проекты автоматич. и К. к.-буксиров для перехода с геоцентрич. орбиты на селе-ноцентрич., планетоцентрич. и обратно.

Созданы и осуществили полёты: сов. К. к.-спутники серии «Восток»·, " Восход", «Союз» (последний может служить транспортным кораблём одноразового действия); амер. К. к.-спутники серии " Меркурий", " Джемини" и экспедиционные К. к. «Аполлон» для полёта на Луну. К. к. «Аполлон» может использоваться как транспортный одноразового действия для полёта на геоцентрич. и селеноцент-рич. орбиты. Перечисленные К. к. состоят из неск. отсеков и снабжены системами: жизнеобеспечения, двигательных установок, навигации и управления, энергопитания, связи, аварийного спасения, возвращения на Землю и др.

Лит.: Пилотируемые космические корабли. Проектирование и испытания. Сб. ст., пер. с англ., М., 1968; Освоение космического пространства в СССР, М., 1971.

Г. А. Назаров.

КОСМИЧЕСКИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (КЛА), аппарат, предназначенный для полёта в космос или в космосе, напр, ракеты-носители (космические ракеты), искусств, спутники Земли (ИСЗ) и др. небесных тел. Наименование КЛА- общее, включает различные виды таких аппаратов, в т. ч. использующие и нереактивный принцип движения (напр., солнечный парус и др.). Ракеты-носители (космич. ракеты) являются средством достижения необходимой скорости для осуществления космич. полёта КЛА, к-рые можно разделить на 2 осн. группы: а) околоземные орбитальные КЛА, движущиеся по геоцентрич. орбитам, не выходя за пределы сферы действия Земли (ИСЗ); б) межпланетные КЛА, к-рые в полёте выходят за пределы сферы действия Земли и входят в сферу действия Солнца, планет или их естеств. спутников. При этом различают автоматич. КЛА (автоматич. ИСЗ, искусств, спутники Луны - ИСЛ, Марса - ИСМ, Солнца - ИСС и т. п., автоматич. межпланетные станции - АМС) и пилотируемые (космич. корабли-спутники, обитаемые орбитальные станции, межпланетные космич. корабли). Большая часть указанных типов КЛА уже создана; ведётся разработка межпланетных кораблей для полёта и высадки на др. планеты, транспортных космич. кораблей многократного использования и др.

Полёт КЛА делится на след, участки: выведения - КЛА сообщается необходимая космич. скорость в заданном направлении; орбитальный, на к-ром движение КЛА происходит в основном по инерции, по законам небесной механики; участок посадки. В ряде случаев КЛА снабжаются ракетными двигателями, позволяющими на орбитальном участке изменять (корректировать) траекторию движения или тормозить КЛА при посадке. Для совр. КЛА, использующих хим. ракетные двигатели, протяжённость участков полёта с работающими двигателями (выведение, коррекция, торможение) значительно меньше, чем участков орбитального полёта.

Ракета - единств, доступное средство для полётов в космич. пространство. Макс, скорость ракеты зависит от скорости истечения реактивной струи, определяемой видом топлива и совершенством двигателя, и отношения массы топлива к общей (начальной) массе ракеты, т. е. от совершенства конструкции ракеты, а также от массы полезного груза. Скорость истечения реактивной струп из двигателя при совр. хим. топливах составляет 3000-4500 м/сек; при этом одноступенчатая ракета рациональной конструкции практически не способна развить скорость, необходимую для космического полёта (ок. 8 км/сек). Поэтому распространены составные ракеты, у к-рых в полёте, по мере расходования топлива, отделяются части конструкции (топливные баки, двигатели). Основные ракеты, применяемые в космонавтике (ракеты-носители), имеют от 2 до 4 ступеней. Конструктивные схемы этих ракет весьма разнообразны; их отличительная особенность - малая относительная масса конструкции (вместе с двигательной установкой обычно не превышает 10-12% от массы топлива). Создание такой конструкции с высокой жёсткостью и прочностью -сложная техническая задача. Ракета работает в очень напряжённых режимах статич. и динамич. нагрузок, поэтому необходимо макс, использование прочности материалов, конструктивное совершенство отд. узлов при значит, размерах конструкции в целом. В состав оборудования ракеты входит ряд систем и агрегатов для управления в полёте, разделения ступеней, наддува топливных баков, регулирования подачи топлива к двигателям и др. Двигательные установки космич. ракет, как правило, состоят из нескольких двигателей, работа к-рых синхронизируется.