Hur en raket lyfter: astronautik i enkla ord

Innehållsförteckning:

Hur en raket lyfter: astronautik i enkla ord
Hur en raket lyfter: astronautik i enkla ord
Anonim

Space är ett mystiskt och mest ogynnsamt utrymme. Ändå trodde Tsiolkovsky att mänsklighetens framtid ligger just i rymden. Det finns ingen anledning att argumentera med denna store vetenskapsman. Utrymmet innebär obegränsade möjligheter för utvecklingen av hela den mänskliga civilisationen och utbyggnaden av livsrum. Dessutom döljer han svaren på många frågor. Idag använder människan yttre rymden aktivt. Och vår framtid beror på hur raketerna lyfter. Lika viktigt är människors förståelse för denna process.

Start Falcon 9
Start Falcon 9

rymdlopp

För inte så länge sedan var två mäktiga supermakter i ett tillstånd av kallt krig. Det var som en oändlig tävling. Många föredrar att beskriva denna tidsperiod som en vanlig kapprustning, men så är absolut inte fallet. Detta är vetenskapens ras. Vi är skyldiga henne mycketprylar och civilisationens fördelar, som är så vana vid.

Rymdkapplöpningen var bara en av de viktigaste delarna av det kalla kriget. På bara några decennier har människan gått från konventionell atmosfärisk flygning till att landa på månen. Detta är ett otroligt framsteg jämfört med andra prestationer. Vid den underbara tiden trodde folk att utforskningen av Mars var en mycket närmare och mer realistisk uppgift än att försona Sovjetunionen och USA. Det var då som folk var mest passionerade för rymden. Nästan varje elev eller skolpojke förstod hur en raket lyfter. Det var ingen komplex kunskap, tvärtom. Sådan information var enkel och mycket intressant. Astronomi har blivit oerhört viktigt bland andra vetenskaper. På den tiden kunde ingen säga att jorden var platt. Prisvärd utbildning har eliminerat okunskap överallt. Men dessa dagar är sedan länge borta, och idag är det inte alls så.

En av Falcon 9-lanseringarna
En av Falcon 9-lanseringarna

Dekadens

Med Sovjetunionens kollaps upphörde också konkurrensen. Anledningen till överfinansiering av rymdprogram är borta. Många lovande och genombrottsprojekt har inte genomförts. Tiden för strävan efter stjärnorna ersattes av verklig dekadens. Vilket som bekant innebär nedgång, regression och en viss grad av nedbrytning. Det krävs inget geni för att förstå detta. Det räcker med att uppmärksamma medianätverk. Flat Earth Sect bedriver aktivt sin propaganda. Folk kan inte grundläggande saker. I Ryska federationen lär man inte ut astronomi alls i skolor. Om du går fram till en förbipasserande och frågar hur raketer lyfter kommer han inte att svaradenna enkla fråga.

Folk vet inte ens vilken bana raketer flyger. Under sådana förhållanden är det ingen idé att fråga om orbitalmekanik. Brist på ordentlig utbildning, "Hollywood" och videospel – allt detta har skapat en falsk bild av själva rymden och om att flyga till stjärnorna.

Detta är inte vertik alt flyg

Jorden är inte platt, och detta är ett obestridligt faktum. Jorden är inte ens en sfär, eftersom den är något tillplattad vid polerna. Hur lyfter raketer under sådana förhållanden? Gradvis, i flera steg och inte vertik alt.

Den största missuppfattningen i vår tid är att raketer lyfter vertik alt. Det är inte alls så. Ett sådant schema för att komma in i omloppsbana är möjligt, men mycket ineffektivt. Raketbränsle tar slut väldigt snabbt. Ibland på mindre än 10 minuter. Det finns helt enkelt inte tillräckligt med bränsle för en sådan start. Moderna raketer lyfter vertik alt endast i det inledande skedet av flygningen. Sedan börjar automatiseringen ge raketen en lätt rullning. Ju högre flyghöjden är, desto mer märkbar rullningsvinkeln för rymdraketen. Således bildas omloppsbanans apogeum och perigeum på ett balanserat sätt. Därmed uppnås det mest bekväma förhållandet mellan effektivitet och bränsleförbrukning. Banan är nära en perfekt cirkel. Hon kommer aldrig att bli perfekt.

Hur en raket flyger
Hur en raket flyger

Om en raket lyfter vertik alt kommer det att bli en otroligt stor höjdpunkt. Bränslet tar slut innan perigeum visas. Med andra ord, inte bara kommer raketen inte att flyga i omloppsbana, utan på grund av brist på bränsle kommer den att flyga i en parabel tillbaka till planeten.

I hjärtat av allt är motorn

Varje kropp kan inte röra sig själv. Det måste finnas något som får honom att göra det. I det här fallet är det en raketmotor. En raket, som lyfter ut i rymden, förlorar inte sin förmåga att röra sig. För många är detta obegripligt, för i ett vakuum är förbränningsreaktionen omöjlig. Svaret är så enkelt som möjligt: funktionsprincipen för en raketmotor är något annorlunda.

Raketmotor
Raketmotor

Så, raketen flyger i ett vakuum. Dess tankar innehåller två komponenter. Det är ett bränsle och ett oxidationsmedel. Deras blandning säkerställer antändning av blandningen. Det är dock inte eld som kommer ut från munstyckena, utan het gas. I det här fallet finns det ingen motsägelse. Den här installationen fungerar utmärkt i ett vakuum.

Raketmotorer finns i flera typer. Dessa är flytande, fasta drivmedel, joniska, elektroreaktiva och nukleära. De två första typerna används oftast, eftersom de kan ge den största dragkraften. Flytande sådana används i rymdraketer, fasta drivmedel - i interkontinentala ballistiska missiler med en kärnladdning. Elektrojet och kärnkraft är designade för den mest effektiva rörelsen i ett vakuum, och det är på dem som det maximala hoppet sätts. För närvarande används de inte utanför testbänkarna.

Roscosmos lade dock nyligen en order på utvecklingen av en orbital bogserbåt med en kärnkraftsmotor. Detta ger anledning att hoppas på teknikens utveckling.

En smal grupp av orbital manövrerande motorer står isär. De är designade för att styra rymdfarkosten. De används dock inte i raketer, utan irymdskepp. De räcker inte för att flyga, men tillräckligt för att manövrera.

Speed

Tyvärr likställer människor nuförtiden rymdflyg med grundläggande måttenheter. Hur snabbt lyfter raketen? Denna fråga är inte helt korrekt i förhållande till rymdfarkoster. Det spelar ingen roll hur snabbt de lyfter.

Det finns ganska många missiler, och alla har olika hastigheter. De som är designade för att sätta astronauter i omloppsbana flyger långsammare än lastbilar. Människan, till skillnad från last, begränsas av överbelastning. Lastraketer, som den supertunga Falcon Heavy, lyfter för snabbt.

De exakta enheterna för hastighet är svåra att beräkna. Först och främst eftersom de är beroende av bärraketens nyttolast. Det är ganska logiskt att en fullastad bärraket lyfter mycket långsammare än en halvtom bärraket. Det finns dock ett gemensamt värde som alla raketer strävar efter att uppnå. Detta kallas rymdhastighet.

Det finns den första, andra och tredje rymdhastigheten.

Den första är den nödvändiga hastigheten, som gör att du kan röra dig i omloppsbana och inte falla på planeten. Det är 7,9 km per sekund.

Den andra behövs för att lämna jordens omloppsbana och gå till en annan himlakropps omloppsbana.

Den tredje gör att enheten kan övervinna solsystemets gravitation och lämna det. För närvarande flyger Voyager 1 och Voyager 2 med denna hastighet. Men i motsats till medias rapporter har de fortfarande inte lämnat solsystemets gränser. Medur en astronomisk synvinkel kommer det att ta dem minst 30 000 år att nå Hortamolnet. Heliopausen är inte gränsen för ett stjärnsystem. Det är precis där solvinden kolliderar med intersystemmediet.

Orbitalflygning SLS
Orbitalflygning SLS

Höjd

Hur högt lyfter en raket? För den du behöver. Efter att ha nått den hypotetiska gränsen för rymden och atmosfären är det felaktigt att mäta avståndet mellan skeppet och planetens yta. Efter att ha hamnat i omloppsbana är fartyget i en annan miljö och avståndet mäts i avståndsenheter.

Rekommenderad: