Kuinka raketti lähtee lentoon: astronautiikkaa yksinkertaisin sanoin

Sisällysluettelo:

Kuinka raketti lähtee lentoon: astronautiikkaa yksinkertaisin sanoin
Kuinka raketti lähtee lentoon: astronautiikkaa yksinkertaisin sanoin
Anonim

Avaruus on salaperäinen ja epäsuotuisin tila. Siitä huolimatta Tsiolkovski uskoi, että ihmiskunnan tulevaisuus on juuri avaruudessa. Ei ole mitään syytä kiistellä tämän suuren tiedemiehen kanssa. Avaruus merkitsee rajattomat mahdollisuudet koko ihmissivilisaation kehittymiselle ja elintilan laajentamiselle. Lisäksi hän piilottaa vastaukset moniin kysymyksiin. Nykyään ihminen käyttää aktiivisesti ulkoavaruutta. Ja tulevaisuutemme riippuu siitä, kuinka raketit lähtevät lentoon. Yhtä tärkeää on ihmisten ymmärrys tästä prosessista.

Lentoonlähtö Falcon 9
Lentoonlähtö Falcon 9

Space Race

Ei niin kauan sitten kaksi voimakasta suurv altaa oli kylmän sodan tilassa. Se oli kuin loputon kilpailu. Monet haluavat kuvata tätä ajanjaksoa tavalliseksi kilpavarusteluksi, mutta näin ei todellakaan ole. Tämä on tieteen kilpailu. Olemme hänelle paljon velkaavempaimia ja sivilisaation etuja, joihin on niin tottunut.

Avaruuskilpailu oli vain yksi kylmän sodan tärkeimmistä elementeistä. Vain muutamassa vuosikymmenessä ihminen on siirtynyt tavanomaisesta ilmakehän lennosta laskeutumaan kuuhun. Tämä on uskomaton edistys verrattuna muihin saavutuksiin. Tuohon ihanaan aikaan ihmiset ajattelivat, että Marsin tutkimus oli paljon läheisempi ja realistisempi tehtävä kuin Neuvostoliiton ja USA:n sovinto. Silloin ihmiset kiinnostuivat eniten avaruudesta. Melkein jokainen oppilas tai koululainen ymmärsi kuinka raketti lähtee lentoon. Se ei ollut monimutkaista tietoa, päinvastoin. Tällainen tieto oli yksinkertaista ja erittäin mielenkiintoista. Tähtitiedeestä on tullut erittäin tärkeä muiden tieteiden joukossa. Siihen aikaan kukaan ei voinut sanoa, että maapallo olisi litteä. Edullinen koulutus on poistanut tietämättömyyden kaikki alta. Ne ajat ovat kuitenkin kauan menneet, ja nykyään se ei ole ollenkaan sellaista.

Yksi Falcon 9 -laukaisuista
Yksi Falcon 9 -laukaisuista

Dekadenssi

Neuvostoliiton romahtamisen myötä myös kilpailu päättyi. Syy avaruusohjelmien ylirahoitukseen on poissa. Monia lupaavia ja läpimurtoprojekteja ei ole toteutettu. Tähtien tavoittelun aika korvattiin todellisella dekadenssilla. Mikä, kuten tiedätte, tarkoittaa laskua, regressiota ja tietynlaista rappeutumista. Tämän ymmärtämiseen ei tarvita neroa. Riittää, kun kiinnitetään huomiota mediaverkkoihin. Flat Earth Sect harjoittaa aktiivisesti propagandaansa. Ihmiset eivät tiedä perusasioita. Venäjän federaatiossa tähtitiedettä ei opeteta kouluissa ollenkaan. Jos lähestyt ohikulkijaa ja kysyt kuinka raketit lähtevät lentoon, hän ei vastaatämä yksinkertainen kysymys.

Ihmiset eivät edes tiedä, millä lentoradalla raketit lentävät. Tällaisissa olosuhteissa on turha kysyä kiertoradan mekaniikasta. Asianmukaisen koulutuksen puute, "Hollywood" ja videopelit - kaikki tämä on luonut väärän kuvan itse avaruudesta ja lentämisestä tähtiin.

Tämä ei ole pystylento

Maapallo ei ole litteä, ja tämä on kiistaton tosiasia. Maa ei ole edes pallo, koska se on hieman litistynyt navoista. Miten raketit lähtevät lentoon tällaisissa olosuhteissa? Vähitellen, useissa vaiheissa, ei pystysuunnassa.

Aikamme suurin väärinkäsitys on, että raketit lähtevät lentoon pystysuorassa. Se ei ole ollenkaan niin. Tällainen kiertoradalle pääsy on mahdollinen, mutta erittäin tehoton. Rakettipolttoaine loppuu hyvin nopeasti. Joskus alle 10 minuutissa. Polttoaine ei yksinkertaisesti riitä tällaiseen nousuun. Nykyaikaiset raketit lähtevät pystysuunnassa vasta lennon alkuvaiheessa. Sitten automaatio alkaa heittää rakettia kevyesti. Lisäksi mitä korkeampi lentokorkeus, sitä näkyvämpi on avaruusraketin kallistuskulma. Siten kiertoradan apogee ja perigee muodostuvat tasapainoisesti. Näin saavutetaan mukavin suhde tehokkuuden ja polttoaineenkulutuksen välillä. Rata on lähellä täydellistä ympyrää. Hän ei tule koskaan olemaan täydellinen.

Kuinka raketti lentää
Kuinka raketti lentää

Jos raketti nousee pystysuunnassa, tulee uskomattoman v altava apogee. Polttoaine loppuu ennen perigeen ilmestymistä. Toisin sanoen, raketti ei vain lennä kiertoradalle, vaan se lentää polttoaineen puutteen vuoksi paraabelina takaisin planeetalle.

Kaiken ytimessä on moottori

Mikään keho ei pysty liikkumaan itsestään. Täytyy olla jotain, mikä saa hänet tekemään sen. Tässä tapauksessa se on rakettimoottori. Avaruuteen nouseva raketti ei menetä kykyään liikkua. Monille tämä on käsittämätöntä, koska tyhjiössä palamisreaktio on mahdotonta. Vastaus on mahdollisimman yksinkertainen: rakettimoottorin toimintaperiaate on hieman erilainen.

Raketti moottori
Raketti moottori

Joten, raketti lentää tyhjiössä. Sen säiliöt sisältävät kaksi komponenttia. Se on polttoaine ja hapetin. Niiden sekoitus varmistaa seoksen syttymisen. Suuttimista ei kuitenkaan karkaa tuli, vaan kuuma kaasu. Tässä tapauksessa ei ole ristiriitaa. Tämä asennus toimii hyvin tyhjiössä.

Rakettimoottoreita on useita tyyppejä. Näitä ovat nestemäinen, kiinteä ponneaine, ioninen, sähköreaktiivinen ja ydin. Kahta ensimmäistä tyyppiä käytetään useimmiten, koska ne pystyvät antamaan suurimman pidon. Nestemäisiä käytetään avaruusraketeissa, kiinteää polttoainetta - mannertenvälisissä ballistisissa ohjuksissa, joissa on ydinpanos. Sähkösuihku ja ydin on suunniteltu tehokkaimpaan liikkumiseen tyhjiössä, ja niihin on asetettu suurin toivo. Tällä hetkellä niitä ei käytetä testipenkkien ulkopuolella.

Roscosmos tilasi kuitenkin äskettäin ydinmoottorilla varustetun kiertoradan hinaajan. Tämä antaa aihetta toivoa tekniikan kehittymistä.

Kapea ryhmä kiertoradalla toimivia moottoreita erottuu toisistaan. Ne on suunniteltu ohjaamaan avaruusalusta. Niitä ei kuitenkaan käytetä raketteissa, vaan niissäavaruusaluksia. Ne eivät riitä lentämiseen, mutta ohjaamiseen.

Nopeus

Valitettavasti nykyään ihmiset rinnastavat avaruuslennot perusmittayksikköihin. Kuinka nopeasti raketti lähtee lentoon? Tämä kysymys ei ole täysin oikea avaruuskantorakettien suhteen. Ei ole väliä kuinka nopeasti ne lähtevät.

Ohjuksia on melko paljon, ja kaikilla on eri nopeus. Ne, jotka on suunniteltu saattamaan astronautit kiertoradalle, lentää hitaammin kuin lasti. Ihmistä, toisin kuin rahtia, rajoittavat ylikuormitukset. Rahtiraketit, kuten superraskas Falcon Heavy, lähtevät lentoon liian nopeasti.

Tarkat nopeuden yksiköt on vaikea laskea. Ensinnäkin siksi, että ne riippuvat kantoraketin hyötykuormasta. On aivan loogista, että täysin lastattu kantoraketti lähtee lentoon paljon hitaammin kuin puolityhjä kantoraketti. On kuitenkin olemassa yhteinen arvo, jonka kaikki raketit pyrkivät saavuttamaan. Tätä kutsutaan avaruusnopeudeksi.

On ensimmäinen, toinen ja vastaavasti kolmas avaruusnopeus.

Ensimmäinen on tarvittava nopeus, jonka avulla voit liikkua kiertoradalla etkä putoa planeetan päälle. Se on 7,9 km sekunnissa.

Toista tarvitaan poistuakseen maan kiertorad alta ja siirtyäkseen toisen taivaankappaleen kiertoradalle.

Kolmas antaa laitteen voittaa aurinkokunnan painovoiman ja jättää sen. Tällä hetkellä Voyager 1 ja Voyager 2 lentävät tällä nopeudella. Toisin kuin tiedotusvälineissä kerrotaan, he eivät kuitenkaan ole vieläkään jättäneet aurinkokunnan rajoja. Kanssatähtitieteellisestä näkökulmasta katsottuna heiltä kestää vähintään 30 000 vuotta päästä Horta-pilveen. Heliopaussi ei ole tähtijärjestelmän raja. Tämä on juuri paikka, jossa aurinkotuuli törmää järjestelmien väliseen väliaineeseen.

Orbital lento SLS
Orbital lento SLS

Korkeus

Kuinka korkealle raketti nousee? Sitä varten, jota tarvitset. Avaruuden ja ilmakehän hypoteettisen rajan saavuttamisen jälkeen on väärin mitata etäisyyttä laivan ja planeetan pinnan välillä. Ajettuaan kiertoradalle alus on eri ympäristössä ja etäisyys mitataan etäisyysyksiköissä.

Suositeltava: