Jak startuje rakieta: astronautyka w prostych słowach

Spisu treści:

Jak startuje rakieta: astronautyka w prostych słowach
Jak startuje rakieta: astronautyka w prostych słowach
Anonim

Przestrzeń to tajemnicza i najbardziej niekorzystna przestrzeń. Niemniej jednak Ciołkowski wierzył, że przyszłość ludzkości leży właśnie w kosmosie. Nie ma powodu, aby spierać się z tym wielkim naukowcem. Przestrzeń oznacza nieograniczone perspektywy rozwoju całej ludzkiej cywilizacji i powiększanie przestrzeni życiowej. Ponadto ukrywa odpowiedzi na wiele pytań. Dziś człowiek aktywnie korzysta z kosmosu. A nasza przyszłość zależy od tego, jak wystartują rakiety. Równie ważne jest zrozumienie tego procesu przez ludzi.

Sokół startowy 9
Sokół startowy 9

Wyścig kosmiczny

Nie tak dawno temu dwa potężne supermocarstwa znajdowały się w stanie zimnej wojny. To było jak niekończąca się rywalizacja. Wielu woli opisywać ten okres jako zwykły wyścig zbrojeń, ale tak nie jest. To jest wyścig nauki. Wiele jej zawdzięczamygadżety i dobrodziejstwa cywilizacji, do których tak przywykliśmy.

Wyścig kosmiczny był tylko jednym z najważniejszych elementów zimnej wojny. W ciągu zaledwie kilkudziesięciu lat człowiek przeszedł od konwencjonalnego lotu w atmosferze do lądowania na Księżycu. To niesamowity postęp w porównaniu z innymi osiągnięciami. W tym cudownym czasie ludzie myśleli, że eksploracja Marsa jest o wiele bliższym i bardziej realistycznym zadaniem niż pojednanie ZSRR i USA. To wtedy ludzie najbardziej pasjonowali się przestrzenią. Prawie każdy uczeń czy uczeń rozumiał, jak startuje rakieta. Nie była to wiedza złożona, wręcz przeciwnie. Taka informacja była prosta i bardzo ciekawa. Astronomia stała się niezwykle ważna wśród innych nauk. W tamtych czasach nikt nie mógł powiedzieć, że Ziemia była płaska. Niedroga edukacja wyeliminowała wszędzie ignorancję. Jednak te czasy już dawno minęły, a dziś wcale tak nie jest.

Jedna z premier Falcona 9
Jedna z premier Falcona 9

Dekadencja

Wraz z upadkiem ZSRR zakończyła się również konkurencja. Powód nadmiernego finansowania programów kosmicznych minął. Wiele obiecujących i przełomowych projektów nie zostało zrealizowanych. Czas dążenia do gwiazd został zastąpiony prawdziwą dekadencją. Co, jak wiecie, oznacza upadek, regresję i pewien stopień degradacji. Nie trzeba być geniuszem, żeby to zrozumieć. Wystarczy zwrócić uwagę na sieci medialne. Sekta Płaskiej Ziemi aktywnie prowadzi swoją propagandę. Ludzie nie wiedzą podstawowych rzeczy. W Federacji Rosyjskiej astronomia w ogóle nie jest nauczana w szkołach. Jeśli podejdziesz do przechodnia i zapytasz, jak startują rakiety, nie odpowieto proste pytanie.

Ludzie nawet nie wiedzą, po jakiej trajektorii latają rakiety. W takich warunkach nie ma sensu pytać o mechanikę orbitalną. Brak odpowiedniej edukacji, „Hollywood” i gier wideo – wszystko to stworzyło fałszywy obraz samego kosmosu i latania do gwiazd.

To nie jest lot pionowy

Ziemia nie jest płaska i jest to niepodważalny fakt. Ziemia nie jest nawet kulą, ponieważ jest lekko spłaszczona na biegunach. Jak rakiety startują w takich warunkach? Stopniowo, w kilku etapach, a nie pionowo.

Największym nieporozumieniem naszych czasów jest to, że rakiety startują pionowo. Wcale tak nie jest. Taki schemat wejścia na orbitę jest możliwy, ale bardzo nieefektywny. Paliwo rakietowe wyczerpuje się bardzo szybko. Czasami w mniej niż 10 minut. Paliwa na taki start jest po prostu za mało. Nowoczesne rakiety startują pionowo dopiero na początkowym etapie lotu. Wtedy automatyka zaczyna lekko obracać rakietę. Co więcej, im wyższa wysokość lotu, tym bardziej zauważalny jest kąt przechyłu rakiety kosmicznej. W ten sposób apogeum i perygeum orbity są ukształtowane w sposób zrównoważony. W ten sposób osiągnięto najbardziej komfortowy stosunek wydajności do zużycia paliwa. Orbita jest bliska idealnemu okręgowi. Nigdy nie będzie idealna.

Jak leci rakieta
Jak leci rakieta

Jeśli rakieta wystartuje pionowo, nastąpi niewiarygodnie ogromne apogeum. Paliwo wyczerpie się, zanim pojawi się perygeum. Innymi słowy, rakieta nie tylko nie wleci na orbitę, ale z powodu braku paliwa poleci paraboli z powrotem na planetę.

Sednem wszystkiego jest silnik

Żadne ciało nie jest w stanie samo się poruszać. Musi być coś, co sprawia, że to robi. W tym przypadku jest to silnik rakietowy. Rakieta, startując w kosmos, nie traci zdolności do poruszania się. Dla wielu jest to niezrozumiałe, ponieważ w próżni reakcja spalania jest niemożliwa. Odpowiedź jest tak prosta, jak to tylko możliwe: zasada działania silnika rakietowego jest nieco inna.

Silnik rakietowy
Silnik rakietowy

Rakieta leci w próżni. Jego zbiorniki zawierają dwa składniki. Jest paliwem i utleniaczem. Ich mieszanie zapewnia zapłon mieszanki. Jednak z dysz wydobywa się nie ogień, ale gorący gaz. W tym przypadku nie ma sprzeczności. Ta konfiguracja działa świetnie w próżni.

Silniki rakietowe występują w kilku typach. Są to paliwo ciekłe, stałe, jonowe, elektroreaktywne i jądrowe. Najczęściej używane są dwa pierwsze typy, ponieważ są w stanie zapewnić największą przyczepność. Ciekłe stosuje się w rakietach kosmicznych, na paliwo stałe – w międzykontynentalnych pociskach balistycznych z ładunkiem jądrowym. Elektroodrzutowy i jądrowy są zaprojektowane do jak najefektywniejszego poruszania się w próżni i to na nich pokłada się największą nadzieję. Obecnie nie są używane poza stanowiskami probierczymi.

Jednak Roscosmos złożył niedawno zamówienie na opracowanie holownika orbitalnego z silnikiem jądrowym. Daje to powody do nadziei na rozwój technologii.

Wyróżnia się wąska grupa silników manewrujących na orbicie. Są przeznaczone do sterowania statkiem kosmicznym. Jednak nie są one używane w rakietach, ale wstatki kosmiczne. Nie wystarczą do latania, ale wystarczające do manewrowania.

Prędkość

Niestety, w dzisiejszych czasach ludzie utożsamiają loty kosmiczne z podstawowymi jednostkami miary. Jak szybko startuje rakieta? To pytanie nie jest do końca poprawne w odniesieniu do kosmicznych pojazdów nośnych. Nie ma znaczenia, jak szybko startują.

Istnieje całkiem sporo pocisków i wszystkie mają różną prędkość. Te przeznaczone do umieszczania astronautów na orbicie latają wolniej niż ładunkowe. Człowieka, w przeciwieństwie do ładunku, ograniczają przeciążenia. Rakiety cargo, takie jak superciężki Falcon Heavy, startują zbyt szybko.

Dokładne jednostki prędkości są trudne do obliczenia. Przede wszystkim dlatego, że zależą one od ładowności pojazdu startowego. To całkiem logiczne, że w pełni załadowany pojazd nośny startuje znacznie wolniej niż w połowie pusty pojazd nośny. Istnieje jednak wspólna wartość, do której osiągnięcia dążą wszystkie rakiety. Nazywa się to prędkością kosmiczną.

Istnieje odpowiednio pierwsza, druga i trzecia prędkość kosmiczna.

Pierwsza to niezbędna prędkość, która pozwoli Ci poruszać się po orbicie i nie spadać na planetę. Jest to 7,9 km na sekundę.

Drugi jest potrzebny, aby opuścić orbitę Ziemi i przejść na orbitę innego ciała niebieskiego.

Trzeci pozwoli urządzeniu pokonać grawitację Układu Słonecznego i go opuścić. Obecnie Voyager 1 i Voyager 2 latają z tą prędkością. Jednak wbrew doniesieniom mediów wciąż nie opuściły granic Układu Słonecznego. Zz astronomicznego punktu widzenia dotarcie do obłoku Horta zajmie im co najmniej 30 000 lat. Heliopauza nie jest granicą układu gwiezdnego. To właśnie tam wiatr słoneczny zderza się z ośrodkiem międzysystemowym.

Lot orbitalny SLS
Lot orbitalny SLS

Wysokość

Jak wysoko wystartuje rakieta? Dla tego, którego potrzebujesz. Po osiągnięciu hipotetycznej granicy przestrzeni i atmosfery niewłaściwe jest mierzenie odległości między statkiem a powierzchnią planety. Po wejściu na orbitę statek znajduje się w innym środowisku, a odległość jest mierzona w jednostkach odległości.

Zalecana: