Kuidas rakett õhku tõuseb: astronautika lihtsate sõnadega

Sisukord:

Kuidas rakett õhku tõuseb: astronautika lihtsate sõnadega
Kuidas rakett õhku tõuseb: astronautika lihtsate sõnadega
Anonim

Kosmos on salapärane ja kõige ebasoodsam ruum. Sellegipoolest uskus Tsiolkovski, et inimkonna tulevik peitub just kosmoses. Selle suure teadlasega pole põhjust vaielda. Kosmos tähendab piiramatuid väljavaateid kogu inimtsivilisatsiooni arenguks ja elamispinna laienemiseks. Lisaks peidab ta vastuseid paljudele küsimustele. Tänapäeval kasutab inimene aktiivselt kosmost. Ja meie tulevik sõltub sellest, kuidas raketid õhku tõusevad. Sama oluline on inimeste arusaam sellest protsessist.

õhkutõus Falcon 9
õhkutõus Falcon 9

Kosmosevõistlus

Mitte nii kaua aega tagasi olid kaks võimsat suurriiki külma sõja olukorras. See oli nagu lõputu võistlus. Paljud eelistavad kirjeldada seda ajaperioodi kui tavalist võidurelvastumist, kuid see pole absoluutselt nii. See on teaduse võidujooks. Oleme talle palju võlguvidinaid ja tsivilisatsiooni eeliseid, millega on nii harjunud.

Kosmosevõistlus oli vaid üks külma sõja kõige olulisemaid elemente. Vaid mõne aastakümnega on inimene liikunud tavapäraselt atmosfäärilennult Kuule maandumisele. See on teiste saavutustega võrreldes uskumatu edasiminek. Sel imelisel ajal arvasid inimesed, et Marsi uurimine on palju lähedasem ja realistlikum ülesanne kui NSV Liidu ja USA leppimine. Just siis olid inimesed kosmose vastu kõige kirglikumad. Peaaegu iga õpilane või koolipoiss sai aru, kuidas rakett õhku tõuseb. See polnud keeruline teadmine, vastupidi. Selline teave oli lihtne ja väga huvitav. Astronoomia on muutunud teiste teaduste seas äärmiselt oluliseks. Neil päevil ei saanud keegi öelda, et Maa on lame. Taskukohane haridus on kaotanud teadmatuse kõikjal. Need ajad on aga ammu möödas ja täna pole see sugugi nii.

Üks Falcon 9 starditest
Üks Falcon 9 starditest

Dekadents

NSVL kokkuvarisemisega lõppes ka konkurents. Kosmoseprogrammide ülefinantseerimise põhjus on kadunud. Paljud paljutõotavad ja läbimurdelised projektid on ellu viimata. Tähtede poole pürgimise aeg asendus tõelise dekadentsiga. Mis teatavasti tähendab allakäiku, taandarengut ja teatud määral allakäiku. Selle mõistmiseks pole vaja geeniust. Piisab, kui pöörata tähelepanu meediavõrkudele. Lameda Maa sekt tegeleb aktiivselt oma propagandaga. Inimesed ei tea elementaarseid asju. Vene Föderatsioonis ei õpetata koolides astronoomiat üldse. Kui lähened möödujale ja küsid, kuidas raketid õhku tõusevad, siis ta ei vastasee lihtne küsimus.

Inimesed isegi ei tea, mis trajektooril raketid lendavad. Sellistes tingimustes pole mõtet orbitaalmehaanika kohta küsida. Nõuetekohase hariduse, "Hollywoodi" ja videomängude puudumine – kõik see on loonud vale ettekujutuse kosmosest endast ja tähtede poole lendamisest.

See ei ole vertikaalne lend

Maa ei ole lame ja see on vaieldamatu fakt. Maa ei ole isegi kera, sest see on poolustelt veidi lapik. Kuidas raketid sellistes tingimustes õhku tõusevad? Järk-järgult, mitmes etapis, mitte vertikaalselt.

Meie aja suurim eksiarvamus on see, et raketid tõusevad õhku vertikaalselt. See pole üldse nii. Selline orbiidile sisenemise skeem on võimalik, kuid väga ebaefektiivne. Raketikütus saab väga kiiresti otsa. Mõnikord vähem kui 10 minutiga. Selliseks õhkutõusmiseks lihts alt ei jätku kütust. Kaasaegsed raketid tõusevad vertikaalselt õhku ainult lennu algfaasis. Seejärel hakkab automaatika raketile kergelt veerema. Veelgi enam, mida kõrgem on lennukõrgus, seda märgatavam on kosmoseraketi veerenurk. Seega kujunevad orbiidi apogee ja perigee tasakaalustatult. Nii saavutatakse kõige mugavam efektiivsuse ja kütusekulu suhe. Orbiit on täiusliku ringi lähedal. Ta ei saa kunagi täiuslikuks.

Kuidas rakett lendab
Kuidas rakett lendab

Kui rakett tõuseb vertikaalselt õhku, toimub uskumatult suur apogee. Kütus saab otsa enne perigee ilmumist. Teisisõnu, rakett mitte ainult ei lenda orbiidile, vaid lendab kütuse puudumise tõttu paraboolina tagasi planeedile.

Kõige keskmes on mootor

Ükski keha ei ole võimeline ise liikuma. Peab olema midagi, mis paneb teda seda tegema. Antud juhul on tegu rakettmootoriga. Kosmosesse õhkuv rakett ei kaota oma liikumisvõimet. Paljude jaoks on see arusaamatu, sest vaakumis on põlemisreaktsioon võimatu. Vastus on võimalikult lihtne: rakettmootori tööpõhimõte on veidi erinev.

Raketi mootor
Raketi mootor

Nii, rakett lendab vaakumis. Selle paagid sisaldavad kahte komponenti. See on kütus ja oksüdeerija. Nende segamine tagab segu süttimise. Düüsidest ei pääse aga välja tuli, vaid kuum gaas. Sel juhul pole vastuolu. See seadistus töötab suurepäraselt vaakumis.

Rakettmootoreid on mitut tüüpi. Need on vedelad, tahked raketikütused, ioonsed, elektroreaktiivsed ja tuumakütused. Kõige sagedamini kasutatakse kahte esimest tüüpi, kuna need suudavad anda suurima veojõu. Vedelaid kasutatakse kosmoserakettides, tahke raketikütuseid - tuumalaenguga mandritevahelistes ballistilistes rakettides. Elektroreaktiivmootor ja tuumaenergia on loodud kõige tõhusamaks vaakumis liikumiseks ning just neile pannakse maksimaalne lootus. Praegu ei kasutata neid väljaspool katsestendid.

Siiski esitas Roscosmos hiljuti tellimuse tuumamootoriga orbitaalpuksiiri väljatöötamiseks. See annab põhjust loota tehnoloogia arengule.

Kitsas rühm orbitaalmanöövermootoreid eristub. Need on mõeldud kosmoselaeva juhtimiseks. Neid ei kasutata aga mitte rakettides, vaid seeskosmoselaevad. Nendest ei piisa lendamiseks, küll aga manööverdamiseks.

Kiirus

Kahjuks võrdsustatakse tänapäeval kosmoselende põhimõõtühikutega. Kui kiiresti rakett õhku tõuseb? See küsimus ei ole kosmose kanderakettide puhul täiesti õige. Pole tähtis, kui kiiresti nad õhku tõusevad.

Rakette on üsna palju ja kõigil neil on erinev kiirus. Need, mis on mõeldud astronautide orbiidile saatmiseks, lendavad aeglasem alt kui kaubaautod. Inimest, erinev alt lastist, piiravad ülekoormused. Kaubaraketid, nagu üliraske Falcon Heavy, tõusevad õhku liiga kiiresti.

Kiiruse täpseid ühikuid on raske arvutada. Esiteks sellepärast, et need sõltuvad kanderaketi kandevõimest. On üsna loogiline, et täislastis kanderakett stardib palju aeglasem alt kui pooltühi kanderakett. Siiski on ühine väärtus, mida kõik raketid püüavad saavutada. Seda nimetatakse ruumikiiruseks.

Seal on esimene, teine ja vastav alt kolmas ruumikiirus.

Esimene on vajalik kiirus, mis võimaldab teil liikuda orbiidil ja mitte planeedile kukkuda. See on 7,9 km sekundis.

Teist on vaja selleks, et Maa orbiidilt lahkuda ja teise taevakeha orbiidile minna.

Kolmas võimaldab seadmel ületada päikesesüsteemi gravitatsiooni ja se alt lahkuda. Praegu lendavad sellise kiirusega Voyager 1 ja Voyager 2. Kuid vastupidiselt ajakirjanduses avaldatule ei ole nad ikka veel päikesesüsteemi piiridest väljunud. Koosastronoomilisest vaatenurgast võtab neil Horta pilveni jõudmiseks aega vähem alt 30 000 aastat. Heliopaus ei ole tähesüsteemi piir. See on just koht, kus päikesetuul põrkub süsteemidevahelise keskkonnaga.

Orbitaallend SLS
Orbitaallend SLS

Kõrgus

Kui kõrgelt rakett õhku tõuseb? Selle jaoks, mida vajate. Pärast kosmose ja atmosfääri hüpoteetilise piirini jõudmist on vale mõõta kaugust laeva ja planeedi pinna vahel. Pärast orbiidile sisenemist on laev teises keskkonnas ja kaugust mõõdetakse kauguse ühikutes.

Soovitan: