Πώς απογειώνεται ένας πύραυλος: αστροναυτική με απλά λόγια

Πίνακας περιεχομένων:

Πώς απογειώνεται ένας πύραυλος: αστροναυτική με απλά λόγια
Πώς απογειώνεται ένας πύραυλος: αστροναυτική με απλά λόγια
Anonim

Το διάστημα είναι ένας μυστηριώδης και πιο δυσμενής χώρος. Ωστόσο, ο Tsiolkovsky πίστευε ότι το μέλλον της ανθρωπότητας βρίσκεται ακριβώς στο διάστημα. Δεν υπάρχει λόγος να μαλώνουμε με αυτόν τον σπουδαίο επιστήμονα. Χώρος σημαίνει απεριόριστες προοπτικές για την ανάπτυξη ολόκληρου του ανθρώπινου πολιτισμού και την επέκταση του ζωτικού χώρου. Επιπλέον, κρύβει τις απαντήσεις σε πολλά ερωτήματα. Σήμερα, ο άνθρωπος χρησιμοποιεί ενεργά το διάστημα. Και το μέλλον μας εξαρτάται από το πώς απογειώνονται οι πύραυλοι. Εξίσου σημαντική είναι η κατανόηση αυτής της διαδικασίας από τους ανθρώπους.

Απογείωση Falcon 9
Απογείωση Falcon 9

Διαστημικός Αγώνας

Όχι πολύ καιρό πριν, δύο ισχυρές υπερδυνάμεις βρίσκονταν σε κατάσταση ψυχρού πολέμου. Ήταν σαν ένας ατελείωτος διαγωνισμός. Πολλοί προτιμούν να περιγράψουν αυτή τη χρονική περίοδο ως μια συνηθισμένη κούρσα εξοπλισμών, αλλά αυτό δεν ισχύει απολύτως. Αυτή είναι η κούρσα της επιστήμης. Της χρωστάμε πολλάgadgets και τα οφέλη του πολιτισμού, στα οποία είναι τόσο συνηθισμένα.

Ο διαστημικός αγώνας ήταν μόνο ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία του Ψυχρού Πολέμου. Μέσα σε λίγες μόνο δεκαετίες, ο άνθρωπος πέρασε από τη συμβατική ατμοσφαιρική πτήση στην προσγείωση στο φεγγάρι. Αυτή είναι μια απίστευτη πρόοδος σε σύγκριση με άλλα επιτεύγματα. Εκείνη την υπέροχη εποχή, οι άνθρωποι πίστευαν ότι η εξερεύνηση του Άρη ήταν μια πολύ πιο κοντινή και πιο ρεαλιστική αποστολή από τη συμφιλίωση ΕΣΣΔ και ΗΠΑ. Τότε ήταν που οι άνθρωποι ήταν πιο παθιασμένοι με το διάστημα. Σχεδόν κάθε μαθητής ή μαθητής κατάλαβε πώς απογειώνεται ένας πύραυλος. Δεν ήταν σύνθετη γνώση, το αντίθετο. Τέτοιες πληροφορίες ήταν απλές και πολύ ενδιαφέρουσες. Η αστρονομία έχει γίνει εξαιρετικά σημαντική μεταξύ άλλων επιστημών. Εκείνες τις μέρες, κανείς δεν μπορούσε να πει ότι η Γη ήταν επίπεδη. Η προσιτή εκπαίδευση έχει εξαλείψει την άγνοια παντού. Ωστόσο, αυτές οι μέρες έχουν περάσει προ πολλού και σήμερα δεν είναι καθόλου έτσι.

Μία από τις εκτοξεύσεις Falcon 9
Μία από τις εκτοξεύσεις Falcon 9

Decadence

Με την κατάρρευση της ΕΣΣΔ τελείωσε και ο ανταγωνισμός. Ο λόγος για την υπερχρηματοδότηση των διαστημικών προγραμμάτων έχει φύγει. Πολλά πολλά υποσχόμενα και πρωτοποριακά έργα δεν έχουν υλοποιηθεί. Ο χρόνος της προσπάθειας για τα αστέρια αντικαταστάθηκε από την πραγματική παρακμή. Πράγμα που, όπως γνωρίζετε, σημαίνει παρακμή, οπισθοδρόμηση και κάποιο βαθμό υποβάθμισης. Δεν χρειάζεται ιδιοφυΐα για να το καταλάβεις αυτό. Αρκεί να δώσετε προσοχή στα δίκτυα μέσων ενημέρωσης. Η αίρεση της Επίπεδης Γης διεξάγει ενεργά την προπαγάνδα της. Ο κόσμος δεν ξέρει βασικά πράγματα. Στη Ρωσική Ομοσπονδία, η αστρονομία δεν διδάσκεται καθόλου στα σχολεία. Αν πλησιάσεις έναν περαστικό και ρωτήσεις πώς απογειώνονται οι πύραυλοι, δεν θα απαντήσειαυτή η απλή ερώτηση.

Οι άνθρωποι δεν ξέρουν καν με ποια τροχιά πετούν οι πύραυλοι. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, δεν έχει νόημα να ρωτάμε για την τροχιακή μηχανική. Έλλειψη κατάλληλης εκπαίδευσης, "Χόλιγουντ" και βιντεοπαιχνίδια - όλα αυτά έχουν δημιουργήσει μια λανθασμένη εικόνα του ίδιου του διαστήματος και της πτήσης προς τα αστέρια.

Αυτή δεν είναι κάθετη πτήση

Η γη δεν είναι επίπεδη, και αυτό είναι ένα αδιαμφισβήτητο γεγονός. Η γη δεν είναι καν σφαίρα, γιατί είναι ελαφρώς πεπλατυσμένη στους πόλους. Πώς απογειώνονται οι πύραυλοι σε τέτοιες συνθήκες; Σταδιακά, σε πολλά στάδια και όχι κάθετα.

Η μεγαλύτερη παρανόηση της εποχής μας είναι ότι οι πύραυλοι απογειώνονται κάθετα. Δεν είναι καθόλου έτσι. Ένα τέτοιο σχέδιο εισόδου σε τροχιά είναι δυνατό, αλλά πολύ αναποτελεσματικό. Τα καύσιμα πυραύλων τελειώνουν πολύ γρήγορα. Μερικές φορές σε λιγότερο από 10 λεπτά. Απλώς δεν υπάρχει αρκετό καύσιμο για μια τέτοια απογείωση. Οι σύγχρονοι πύραυλοι απογειώνονται κάθετα μόνο στο αρχικό στάδιο της πτήσης. Τότε ο αυτοματισμός αρχίζει να δίνει στον πύραυλο μια ελαφριά κύλιση. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος πτήσης, τόσο πιο αισθητή είναι η γωνία κύλισης του διαστημικού πυραύλου. Έτσι, το απόγειο και το περίγειο της τροχιάς σχηματίζονται με ισορροπημένο τρόπο. Έτσι, επιτυγχάνεται η πιο άνετη αναλογία μεταξύ απόδοσης και κατανάλωσης καυσίμου. Η τροχιά είναι κοντά σε έναν τέλειο κύκλο. Δεν θα είναι ποτέ τέλεια.

Πώς πετάει ένας πύραυλος
Πώς πετάει ένας πύραυλος

Αν ένας πύραυλος απογειωθεί κατακόρυφα, θα υπάρξει ένα απίστευτα τεράστιο απόγειο. Το καύσιμο θα εξαντληθεί πριν εμφανιστεί το περίγειο. Με άλλα λόγια, όχι μόνο ο πύραυλος δεν θα πετάξει σε τροχιά, αλλά λόγω έλλειψης καυσίμου, θα πετάξει με παραβολή πίσω στον πλανήτη.

Στην καρδιά όλων είναι ο κινητήρας

Κανένα σώμα δεν μπορεί να κινηθεί μόνο του. Πρέπει να υπάρχει κάτι που τον κάνει να το κάνει. Σε αυτή την περίπτωση, πρόκειται για κινητήρα πυραύλων. Ένας πύραυλος, που απογειώνεται στο διάστημα, δεν χάνει την ικανότητά του να κινείται. Για πολλούς αυτό είναι ακατανόητο, γιατί στο κενό η αντίδραση καύσης είναι αδύνατη. Η απάντηση είναι όσο το δυνατόν πιο απλή: η αρχή λειτουργίας ενός πυραυλοκινητήρα είναι ελαφρώς διαφορετική.

Μηχανή πυραύλων
Μηχανή πυραύλων

Έτσι, ο πύραυλος πετά στο κενό. Οι δεξαμενές του περιέχουν δύο συστατικά. Είναι καύσιμο και οξειδωτικό. Η ανάμειξή τους εξασφαλίζει την ανάφλεξη του μείγματος. Ωστόσο, δεν διαφεύγει φωτιά από τα ακροφύσια, αλλά καυτό αέριο. Σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχει αντίφαση. Αυτή η ρύθμιση λειτουργεί τέλεια στο κενό.

Οι κινητήρες πυραύλων διατίθενται σε διάφορους τύπους. Αυτά είναι υγρά, στερεά προωθητικά, ιοντικά, ηλεκτροδραστικά και πυρηνικά. Οι δύο πρώτοι τύποι χρησιμοποιούνται συχνότερα, καθώς είναι σε θέση να δώσουν τη μεγαλύτερη πρόσφυση. Τα υγρά χρησιμοποιούνται σε διαστημικούς πυραύλους, τα στερεά προωθητικά - σε διηπειρωτικούς βαλλιστικούς πυραύλους με πυρηνική γόμωση. Το ηλεκτρόζετ και το πυρηνικό έχουν σχεδιαστεί για την πιο αποτελεσματική κίνηση στο κενό, και σε αυτά βρίσκεται η μέγιστη ελπίδα. Προς το παρόν, δεν χρησιμοποιούνται εκτός πάγκων δοκιμών.

Ωστόσο, η Roscosmos έδωσε πρόσφατα μια παραγγελία για την ανάπτυξη ενός τροχιακού ρυμουλκού με πυρηνικό κινητήρα. Αυτό δίνει λόγους να ελπίζουμε για την ανάπτυξη της τεχνολογίας.

Μια στενή ομάδα τροχιακών μηχανών ελιγμών ξεχωρίζει. Έχουν σχεδιαστεί για να ελέγχουν το διαστημόπλοιο. Ωστόσο, δεν χρησιμοποιούνται σε πυραύλους, αλλά σεδιαστημόπλοια. Δεν αρκούν για να πετάξουν, αλλά αρκετά για ελιγμούς.

Ταχύτητα

Δυστυχώς, στις μέρες μας οι άνθρωποι εξισώνουν τις διαστημικές πτήσεις με τις βασικές μονάδες μέτρησης. Πόσο γρήγορα απογειώνεται ο πύραυλος; Αυτή η ερώτηση δεν είναι απολύτως σωστή σε σχέση με τα οχήματα εκτόξευσης στο διάστημα. Δεν έχει σημασία πόσο γρήγορα απογειώνονται.

Υπάρχουν πολλοί πύραυλοι και όλοι έχουν διαφορετικές ταχύτητες. Αυτά που έχουν σχεδιαστεί για να βάζουν τους αστροναύτες σε τροχιά πετούν πιο αργά από τα φορτηγά. Ο άνθρωπος, σε αντίθεση με το φορτίο, περιορίζεται από υπερφορτώσεις. Οι πύραυλοι φορτίου, όπως οι υπερβαρείς Falcon Heavy, απογειώνονται πολύ γρήγορα.

Οι ακριβείς μονάδες ταχύτητας είναι δύσκολο να υπολογιστούν. Πρώτα απ 'όλα, επειδή εξαρτώνται από το ωφέλιμο φορτίο του οχήματος εκτόξευσης. Είναι πολύ λογικό ένα πλήρως φορτωμένο όχημα εκτόξευσης να απογειώνεται πολύ πιο αργά από ένα μισοάδειο όχημα εκτόξευσης. Ωστόσο, υπάρχει μια κοινή αξία που όλοι οι πύραυλοι προσπαθούν να επιτύχουν. Αυτό ονομάζεται διαστημική ταχύτητα.

Υπάρχει η πρώτη, η δεύτερη και, αντίστοιχα, η τρίτη διαστημική ταχύτητα.

Το πρώτο είναι η απαραίτητη ταχύτητα, που θα σας επιτρέψει να κινηθείτε σε τροχιά και να μην πέσετε στον πλανήτη. Είναι 7,9 χλμ. ανά δευτερόλεπτο.

Το δεύτερο χρειάζεται για να φύγουμε από την τροχιά της γης και να πάμε στην τροχιά ενός άλλου ουράνιου σώματος.

Το τρίτο θα επιτρέψει στη συσκευή να ξεπεράσει τη βαρύτητα του ηλιακού συστήματος και να το αφήσει. Επί του παρόντος, το Voyager 1 και το Voyager 2 πετούν με αυτή την ταχύτητα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα δημοσιεύματα των μέσων ενημέρωσης, εξακολουθούν να μην έχουν εγκαταλείψει τα όρια του ηλιακού συστήματος. Μεαπό αστρονομική άποψη, θα χρειαστούν τουλάχιστον 30.000 χρόνια για να φτάσουν στο σύννεφο Horta. Η ηλιόπαυση δεν είναι το όριο ενός αστρικού συστήματος. Εδώ ακριβώς συγκρούεται ο ηλιακός άνεμος με το διασυστημικό μέσο.

Τροχιακή πτήση SLS
Τροχιακή πτήση SLS

Ύψος

Πόσο ψηλά απογειώνεται ένας πύραυλος; Για αυτό που χρειάζεστε. Αφού φτάσετε στο υποθετικό όριο του διαστήματος και της ατμόσφαιρας, είναι λάθος να μετρήσετε την απόσταση μεταξύ του πλοίου και της επιφάνειας του πλανήτη. Μετά την είσοδο σε τροχιά, το πλοίο βρίσκεται σε διαφορετικό περιβάλλον και η απόσταση μετριέται σε μονάδες απόστασης.

Συνιστάται: