Kaip pakyla raketa: astronautika paprastais žodžiais

Turinys:

Kaip pakyla raketa: astronautika paprastais žodžiais
Kaip pakyla raketa: astronautika paprastais žodžiais
Anonim

Kosmosas yra paslaptinga ir nepalankiausia erdvė. Nepaisant to, Ciolkovskis manė, kad žmonijos ateitis slypi būtent erdvėje. Nėra jokios priežasties ginčytis su šiuo puikiu mokslininku. Erdvė reiškia neribotas visos žmogaus civilizacijos vystymosi ir gyvenamosios erdvės plėtimosi perspektyvas. Be to, jis slepia atsakymus į daugelį klausimų. Šiandien žmogus aktyviai naudojasi kosmine erdve. O mūsų ateitis priklauso nuo to, kaip kils raketos. Ne mažiau svarbu, kad žmonės suprastų šį procesą.

Kilimas Falcon 9
Kilimas Falcon 9

Kosmoso lenktynės

Ne taip seniai dvi galingos supervalstybės buvo š altojo karo būsenoje. Tai buvo tarsi nesibaigiančios varžybos. Daugelis nori šį laikotarpį apibūdinti kaip įprastas ginklavimosi varžybas, tačiau taip nėra. Tai yra mokslo lenktynės. Mes jai daug skolingiįtaisus ir civilizacijos privalumus, prie kurių taip įpratę.

Kosmoso lenktynės buvo tik vienas iš svarbiausių Š altojo karo elementų. Vos per kelis dešimtmečius žmogus perėjo nuo įprastinio atmosferinio skrydžio prie nusileidimo Mėnulyje. Tai neįtikėtina pažanga, palyginti su kitais pasiekimais. Tuo nuostabiu metu žmonės manė, kad Marso tyrinėjimas yra daug artimesnis ir realesnis uždavinys nei SSRS ir JAV susitaikymas. Tada žmonės labiausiai aistringai domėjosi kosmosu. Beveik kiekvienas studentas ar moksleivis suprato, kaip kyla raketa. Tai nebuvo sudėtingos žinios, priešingai. Tokia informacija buvo paprasta ir labai įdomi. Astronomija tapo nepaprastai svarbi tarp kitų mokslų. Tais laikais niekas negalėjo pasakyti, kad Žemė plokščia. Įperkamas išsilavinimas panaikino nežinojimą visur. Tačiau tie laikai jau seniai praėjo, o šiandien taip nėra.

Vienas iš Falcon 9 paleidimų
Vienas iš Falcon 9 paleidimų

Dekadansas

Žlugus SSRS, konkurencija taip pat baigėsi. Kosmoso programų perteklinio finansavimo priežastis dingo. Daugelis perspektyvių ir proveržį žadančių projektų neįgyvendinti. Žvaigždžių siekimo laiką pakeitė tikras dekadansas. O tai, kaip žinote, reiškia nuosmukį, regresiją ir tam tikrą degradaciją. Tam suprasti nereikia genijaus. Pakanka atkreipti dėmesį į žiniasklaidos tinklus. Plokščios žemės sekta aktyviai vykdo savo propagandą. Žmonės nežino elementarių dalykų. Rusijos Federacijoje astronomijos mokyklose apskritai nemokoma. Jei prieisite prie praeivio ir paklausite, kaip kyla raketos, jis neatsakysšis paprastas klausimas.

Žmonės net nežino, kokia trajektorija skrenda raketos. Tokiomis sąlygomis nėra prasmės klausti apie orbitinę mechaniką. Tinkamo išsilavinimo trūkumas, „Holivudas“ir vaizdo žaidimai – visa tai sukūrė klaidingą įvaizdį apie pačią kosmosą ir apie skrydį į žvaigždes.

Tai nėra vertikalus skrydis

Žemė nėra plokščia, ir tai neginčijamas faktas. Žemė net ne rutulys, nes ties ašigaliais šiek tiek suplota. Kaip tokiomis sąlygomis kyla raketos? Palaipsniui, keliais etapais, o ne vertikaliai.

Didžiausias mūsų laikų klaidingas supratimas yra tai, kad raketos kyla vertikaliai. Tai visai ne taip. Tokia įėjimo į orbitą schema yra įmanoma, tačiau labai neefektyvi. Raketų kuras labai greitai baigiasi. Kartais greičiau nei per 10 minučių. Tokiam pakilimui tiesiog neužtenka degalų. Šiuolaikinės raketos vertikaliai kyla tik pradiniame skrydžio etape. Tada automatika pradeda šiek tiek svirti raketą. Be to, kuo didesnis skrydžio aukštis, tuo labiau pastebimas kosminės raketos posūkio kampas. Taigi orbitos apogėjus ir perigėjus formuojasi subalansuotai. Taip pasiekiamas patogiausias efektyvumo ir degalų sąnaudų santykis. Orbita yra arti tobulo apskritimo. Ji niekada nebus tobula.

Kaip skrenda raketa
Kaip skrenda raketa

Jei raketa pakils vertikaliai, įvyks neįtikėtinai didžiulis apogėjus. Degalai baigsis prieš pasirodant perigėjui. Kitaip tariant, raketa ne tik neskris į orbitą, bet ir dėl degalų trūkumo parabole skris atgal į planetą.

Visko esmė yra variklis

Joks kūnas negali judėti pats. Turi būti kažkas, kas verčia jį tai daryti. Šiuo atveju tai yra raketinis variklis. Į kosmosą pakilusi raketa nepraranda savo gebėjimo judėti. Daugeliui tai nesuprantama, nes vakuume degimo reakcija neįmanoma. Atsakymas yra kuo paprastesnis: raketų variklio veikimo principas šiek tiek skiriasi.

Raketos variklis
Raketos variklis

Taigi, raketa skrenda vakuume. Jo bakuose yra du komponentai. Tai yra kuras ir oksidatorius. Jų maišymas užtikrina mišinio užsidegimą. Tačiau iš purkštukų išbėga ne ugnis, o karštos dujos. Šiuo atveju nėra prieštaravimų. Ši sąranka puikiai veikia vakuume.

Raketų varikliai būna kelių tipų. Tai skystas, kietas raketinis, joninis, elektroreaktyvus ir branduolinis. Pirmieji du tipai naudojami dažniausiai, nes jie gali suteikti didžiausią sukibimą. Skystosios naudojamos kosminėse raketose, kietojo kuro – tarpžemyninėse balistinėse raketose su branduoliniu užtaisu. Elektroreaktyvinis ir branduolinis yra sukurti efektyviausiam judėjimui vakuume, ir būtent į juos dedama didžiausia viltis. Šiuo metu jie nenaudojami ne bandymų stenduose.

Tačiau Roscosmos neseniai pateikė užsakymą sukurti orbitinį vilkiką su branduoliniu varikliu. Tai suteikia pagrindo tikėtis technologijų plėtros.

Siaura orbitinio manevravimo variklių grupė išsiskiria. Jie skirti valdyti erdvėlaivį. Tačiau jie naudojami ne raketose, okosminiai laivai. Jų neužtenka skraidyti, bet užtenka manevruoti.

Greitis

Deja, šiais laikais žmonės skrydžius į kosmosą tapatina su pagrindiniais matavimo vienetais. Kaip greitai raketa kyla? Šis klausimas nėra visiškai teisingas kosminių raketų atžvilgiu. Nesvarbu, kaip greitai jie pakils.

Raketų yra gana daug, ir visų jų greitis skiriasi. Tie, kurie skirti astronautams iškelti į orbitą, skrenda lėčiau nei krovininiai. Žmogų, skirtingai nei krovinius, riboja perkrovos. Krovininės raketos, kaip ir itin sunkioji „Falcon Heavy“, kyla per greitai.

Tikslius greičio vienetus sunku apskaičiuoti. Visų pirma todėl, kad jie priklauso nuo raketos nešančiosios raketos naudingosios apkrovos. Visiškai logiška, kad pilnai pakrauta nešančia raketa kyla daug lėčiau nei pustuščia raketa. Tačiau yra bendra vertybė, kurią siekia pasiekti visos raketos. Tai vadinama erdviniu greičiu.

Yra pirmasis, antrasis ir atitinkamai trečiasis erdvės greitis.

Pirmasis – būtinas greitis, kuris leis judėti orbita ir nenukristi ant planetos. Tai yra 7,9 km per sekundę.

Antrojo reikia norint palikti Žemės orbitą ir pereiti į kito dangaus kūno orbitą.

Trečiasis leis įrenginiui įveikti Saulės sistemos gravitaciją ir palikti ją. Šiuo metu tokiu greičiu skraido „Voyager 1“ir „Voyager 2“. Tačiau, priešingai nei skelbia žiniasklaida, jie vis dar nepaliko Saulės sistemos ribų. Suastronominiu požiūriu jiems prireiks mažiausiai 30 000 metų, kad pasiektų Hortos debesį. Heliopauzė nėra žvaigždžių sistemos riba. Kaip tik čia saulės vėjas susiduria su tarpsistemine terpe.

Orbitinis skrydis SLS
Orbitinis skrydis SLS

Augtis

Kaip aukštai pakyla raketa? Tam, kurio jums reikia. Pasiekus hipotetinę erdvės ir atmosferos ribą, neteisinga matuoti atstumą tarp laivo ir planetos paviršiaus. Įskridęs į orbitą laivas yra kitoje aplinkoje, o atstumas matuojamas atstumo vienetais.

Rekomenduojamas: