ISS qaysi balandlikda uchadi? ISS orbitasi va tezligi. Dunyodagi eng tez raketalar
Ushbu maqola o'quvchini kosmik raketa, raketa va boshqalar kabi qiziqarli mavzu bilan tanishtiradi foydali tajriba, bu ixtiro insoniyatga olib keldi. Shuningdek, u etkazib beriladigan foydali yuklar haqida gapiradi bo'sh joy. Kosmik tadqiqotlar yaqinda boshlangan. SSSRda uchinchi besh yillik rejaning o'rtalari edi, ikkinchisi Jahon urushi. Kosmik raketa ko'plab mamlakatlarda ishlab chiqilgan, ammo bu bosqichda hatto AQSh ham bizdan o'ta olmadi.
Birinchidan
SSSRni tark etgan birinchi muvaffaqiyatli uchirish 1957 yil 4 oktyabrda sun'iy sun'iy yo'ldoshi bo'lgan kosmik raketa edi. PS-1 sun'iy yo'ldoshi past Yer orbitasiga muvaffaqiyatli uchirildi. Shuni ta'kidlash kerakki, bu olti avlodni yaratishni talab qildi va faqat ettinchi avlod rus kosmik raketalari Yerga yaqin kosmosga kirish uchun zarur bo'lgan tezlikni - sekundiga sakkiz kilometrni ishlab chiqa oldi. Aks holda, Yerning tortishish kuchini engib bo'lmaydi.
Bu uzoq masofali ballistik qurollarni ishlab chiqish jarayonida mumkin bo'ldi, bu erda dvigatel kuchaytirgichi qo'llaniladi. Buni chalkashtirib yubormaslik kerak: kosmik raketa va kosmik kema ikki xil narsadir. Raketa etkazib berish vositasi bo'lib, kema unga biriktirilgan. Buning o'rniga u erda hamma narsa bo'lishi mumkin - kosmik raketa sun'iy yo'ldoshni, asbob-uskunalarni va yadroviy kallakni olib yurishi mumkin, u doimo yadroviy kuchlar uchun to'xtatuvchi va tinchlikni saqlash uchun rag'bat bo'lib xizmat qilgan va xizmat qilmoqda.
Hikoya
Kosmik raketaning uchirilishini nazariy jihatdan birinchi bo'lib rus olimlari Meshcherskiy va Tsiolkovskiylar 1897 yilda uning parvozi nazariyasini tasvirlab berganlar. Keyinchalik bu g'oyani germaniyalik Obert va fon Braun va AQShdan Goddard qabul qilishdi. Aynan mana shu uch mamlakatda reaktiv dvigatellar, qattiq yoqilg'i va suyuq reaktiv dvigatellar yaratish muammolari ustida ish boshlandi. Bu masalalar, hech bo'lmaganda, Rossiyada eng yaxshi hal qilindi qattiq yonilg'i dvigatellari Ikkinchi jahon urushida allaqachon keng qo'llanilgan (Katyushalar). Suyuq reaktiv dvigatellar Germaniyada yaxshiroq ishlab chiqilgan bo'lib, birinchi ballistik raketa V-2 ni yaratdi.
Urushdan so'ng, Vernher fon Braun jamoasi chizmalar va ishlanmalarni olib, AQShda boshpana topdi va SSSR hech qanday hamrohlik hujjatisiz oz sonli individual raketa komponentlari bilan kifoyalanishga majbur bo'ldi. Qolganini o'zimiz o'ylab topdik. Raketa texnologiyasi tez rivojlanib, ko'tarilgan yukning masofasi va og'irligini oshirdi. 1954 yilda loyiha ustida ish boshlandi, buning natijasida SSSR birinchi bo'lib kosmik raketani uchirishga muvaffaq bo'ldi. Bu R-7 qit'alararo ikki bosqichli ballistik raketa bo'lib, tez orada kosmos uchun yangilandi. Bu katta muvaffaqiyat bo'ldi - juda ishonchli, kosmik tadqiqotlarda ko'plab rekordlarni ta'minladi. U hali ham modernizatsiya qilingan shaklda qo'llaniladi.
"Sputnik" va "Oy"
1957 yilda birinchi kosmik raketa - xuddi shu R-7 sun'iy Sputnik 1 ni orbitaga olib chiqdi. Qo'shma Shtatlar bunday uchirishni birozdan keyin takrorlashga qaror qildi. Biroq, birinchi urinishda ularning kosmik raketasi kosmosga chiqmadi, u boshida portladi - hatto yashash. "Vanguard" sof Amerika jamoasi tomonidan ishlab chiqilgan va u umidlarni oqlay olmadi. Keyin Vernher fon Braun loyihani boshladi va 1958 yil fevral oyida kosmik raketaning uchirilishi muvaffaqiyatli bo'ldi. Shu bilan birga, SSSRda R-7 modernizatsiya qilindi - unga uchinchi bosqich qo'shildi. Natijada kosmik raketaning tezligi butunlay boshqacha bo'ldi - ikkinchi kosmik tezlikka erishildi, buning natijasida Yer orbitasini tark etish mumkin bo'ldi. Yana bir necha yil davomida R-7 seriyasi modernizatsiya qilindi va takomillashtirildi. Kosmik raketalarning dvigatellari o'zgartirildi va uchinchi bosqichda ko'plab tajribalar o'tkazildi. Keyingi urinishlar muvaffaqiyatli bo'ldi. Kosmik raketaning tezligi nafaqat Yer orbitasini tark etishga, balki quyosh tizimidagi boshqa sayyoralarni o'rganish haqida o'ylashga ham imkon berdi.
Ammo dastlab insoniyatning diqqat-e’tibori deyarli butunlay Yerning tabiiy sun’iy yo‘ldoshi – Oyga qaratildi. 1959 yilda Sovet Kosmik stansiya Oy yuzasiga qattiq qo'nishni amalga oshirishi kerak bo'lgan Luna 1. Biroq, yetarlicha aniq hisob-kitoblar bo‘lmagani uchun qurilma biroz o‘tib (olti ming kilometr) o‘tib, Quyosh tomon yugurdi va u yerda u orbitaga joylashdi. Yulduzimiz o'zining birinchi sun'iy sun'iy yo'ldoshini shunday oldi - tasodifiy sovg'a. Lekin bizniki tabiiy yo'ldosh U uzoq vaqt yolg'iz emas edi va o'sha 1959 yilda Luna-2 o'z vazifasini to'g'ri bajarib, unga uchdi. Bir oy o'tgach, Luna-3 bizga fotosuratlarni etkazib berdi teskari tomon bizning tungi yorug'imiz. Va 1966 yilda Luna 9 to'g'ridan-to'g'ri Bo'ronlar okeaniga yumshoq tarzda qo'ndi va biz buni oldik. panoramik ko'rinishlar oy yuzasi. Oy dasturi uzoq vaqt, amerikalik astronavtlar qo'ngan vaqtgacha davom etdi.
Yuriy Gagarin
12-aprel mamlakatimizda eng muhim kunlardan biriga aylandi. Insoniyatning dunyoda ilk bor koinotga parvoz qilgani e’lon qilingan paytdagi shodlik, iftixor, chinakam baxtning qudratini tasvirlab bo‘lmaydi. Yuriy Gagarin nafaqat milliy qahramonga aylandi, balki butun dunyo tomonidan olqishlandi. Shunday qilib, 1961 yil 12 aprel, tarixga g'alaba bilan kirgan kun Kosmonavtika kuni bo'ldi. Amerikaliklar koinot shon-shuhratini biz bilan baham ko'rish uchun zudlik bilan ushbu misli ko'rilmagan qadamga javob berishga harakat qilishdi. Bir oy o'tgach, Alan Shepard havoga ko'tarildi, ammo kema orbitaga chiqmadi, bu kamonda suborbital parvoz edi va Qo'shma Shtatlar faqat 1962 yilda orbital parvozni amalga oshirdi.
Gagarin "Vostok" kosmik kemasida koinotga uchdi. Bu Korolev juda ko'p turli xil amaliy muammolarni hal qiladigan juda muvaffaqiyatli kosmik platformani yaratgan maxsus mashina. Shu bilan birga, oltmishinchi yillarning boshida nafaqat boshqariladigan versiya ishlab chiqildi kosmik parvoz, lekin foto razvedka loyihasi ham yakunlandi. "Vostok" odatda juda ko'p modifikatsiyaga ega edi - qirqdan ortiq. Va bugungi kunda Bion seriyasidagi sun'iy yo'ldoshlar ishlamoqda - bular kosmosga birinchi marta parvoz qilgan kemaning bevosita avlodlari. Xuddi shu 1961 yilda German Titov butun kunni kosmosda o'tkazgan ancha murakkab ekspeditsiyaga ega edi. Qo'shma Shtatlar bu yutug'ini faqat 1963 yilda takrorlay oldi.
"Sharq"
Barcha "Vostok" kosmik kemalarida kosmonavtlar uchun ejeksiyon o'rindig'i taqdim etildi. Bu oqilona qaror edi, chunki bitta qurilma ishga tushirishda (ekipajni qutqarish) ham, vazifalarni ham bajaradi yumshoq qo'nish tushish vositasi. Dizaynerlar o'z sa'y-harakatlarini ikkita emas, balki bitta qurilmani ishlab chiqishga qaratdilar. Bu kamaydi texnik xavf, aviatsiyada o'sha paytda katapult tizimi allaqachon yaxshi rivojlangan edi. Boshqa tomondan, siz butunlay yangi qurilmani loyihalashdan ko'ra, vaqt ichida katta daromad bor. Hammasidan keyin; axiyri kosmik poyga davom etdi va SSSR ancha katta farq bilan g'alaba qozondi.
Titov ham xuddi shunday tushdi. U atrofida parashyutda uchish baxtiga muyassar bo'ldi temir yo'l, u bo'ylab poyezd ketayotgan edi va jurnalistlar uni darhol suratga olishdi. Eng ishonchli va yumshoq bo'lgan qo'nish tizimi 1965 yilda ishlab chiqilgan va gamma altimetrdan foydalanadi. U bugun ham xizmat qiladi. AQShda bunday texnologiya yo'q edi, shuning uchun ularning barcha tushishi mumkin bo'lgan transport vositalari, hatto yangi SpaceX Dragons ham qo'nmaydi, balki pastga sachraydi. Faqat transport vositalari bundan mustasno. Va 1962 yilda SSSR allaqachon Vostok-3 va Vostok-4 kosmik kemalarida guruh parvozlarini boshladi. 1963 yilda Sovet kosmonavtlari korpusiga birinchi ayol qo'shildi - Valentina Tereshkova kosmosga uchib, dunyoda birinchi bo'ldi. Shu bilan birga, Valeriy Bikovskiy hali buzilmagan bitta parvoz davomiyligi bo'yicha rekord o'rnatdi - u kosmosda besh kun qoldi. 1964 yilda ko'p o'rindiqli "Vosxod" kemasi paydo bo'ldi va Qo'shma Shtatlar bir yil orqada qoldi. Va 1965 yilda Aleksey Leonov ketdi ochiq joy!
"Venera"
1966 yilda SSSR sayyoralararo parvozlarni boshladi. Venera 3 kosmik kemasi qo'shni sayyoraga qattiq qo'nishni amalga oshirdi va u erga Yer globusini va SSSR vimpelini yetkazdi. 1975 yilda Venera 9 yumshoq qo'nishga va sayyora yuzasi tasvirini uzatishga muvaffaq bo'ldi. Va "Venera-13" rangli panoramali fotosuratlar va ovozli yozuvlarni oldi. AMC seriyali (avtomatik sayyoralararo stantsiyalar) Venerani, shuningdek, uning atrofidagi kosmosni o'rganish uchun hozir ham takomillashtirilmoqda. Veneradagi sharoitlar og'ir va ular haqida deyarli hech qanday ishonchli ma'lumot yo'q edi, bularning barchasi, tabiiyki, tadqiqotni murakkablashtirdi;
Birinchi seriyali tushayotgan transport vositalari hatto suzishni ham bilishgan - har ehtimolga qarshi. Shunga qaramay, dastlab parvozlar muvaffaqiyatli bo'lmadi, ammo keyinchalik SSSR Venera sayohatlarida shunchalik muvaffaqiyatli bo'ldiki, bu sayyora rus deb atala boshlandi. "Venera-1" - birinchi kosmik kema insoniyat tarixida boshqa sayyoralarga parvoz qilish va ularni o'rganish uchun mo'ljallangan. U 1961 yilda ishga tushirilgan, biroq bir hafta o‘tgach, sensorning haddan tashqari qizishi tufayli aloqa uzilib qolgan. Stansiya boshqarilmaydigan bo'lib qoldi va faqat Venera yaqinida (taxminan yuz ming kilometr masofada) dunyodagi birinchi parvozni amalga oshira oldi.
Izdan
"Venera-4" bizga bu sayyorada soyada ikki yuz etmish bir daraja (Veneraning tungi tomoni), bosim yigirma atmosferagacha va atmosferaning o'zi to'qson foiz ekanligini aniqlashga yordam berdi. karbonat angidrid. Ushbu kosmik kema vodorod tojini ham topdi. "Venera-5" va "Venera-6" bizga ko'p narsalarni aytib berdi quyosh shamoli(plazma oqimlari) va uning sayyora yaqinidagi tuzilishi. "Venera-7" atmosferadagi harorat va bosim haqidagi ma'lumotlarni aniqladi. Hamma narsa yanada murakkabroq bo'lib chiqdi: sirtga yaqinroq bo'lgan harorat 475 ± 20 ° C, bosim esa kattaroq tartib edi. Keyingi kosmik kemada hamma narsa o'zgartirildi va bir yuz o'n etti kundan keyin Venera-8 muloyimlik bilan sayyoraning kunlik tomoniga qo'ndi. Bu stantsiyada fotometr va ko'p bor edi qo'shimcha qurilmalar. Asosiy narsa aloqa edi.
Ma'lum bo'lishicha, eng yaqin qo'shnining yorug'ligi Yerdagi yorug'likdan deyarli farq qilmaydi - xuddi bulutli kundagi kabi. U yerda shunchaki bulutli emas, havo haqiqatan ham tozalangan. Uskunalar ko'rgan narsalarning suratlari yerliklarni hayratda qoldirdi. Bundan tashqari, tuproq va atmosferadagi ammiak miqdori o‘rganildi, shamol tezligi o‘lchandi. Va "Venera-9" va "Venera-10" bizga televizorda "qo'shni" ni ko'rsatishga muvaffaq bo'ldi. Bu boshqa sayyoradan uzatilgan dunyodagi birinchi yozuvlar. Va bu stantsiyalarning o'zlari endi Veneraning sun'iy yo'ldoshlari. Bu sayyoraga oxirgi marta uchganlar "Venera-15" va "Venera-16" bo'ldi, ular ham sun'iy yo'ldosh bo'lib, ilgari insoniyatga mutlaqo yangi va zarur bilimlarni taqdim etgan. 1985 yilda dastur Vega-1 va Vega-2 tomonidan davom ettirildi, ular nafaqat Venera, balki Halley kometasini ham o'rgandilar. Keyingi parvoz 2024 yilga mo'ljallangan.
Kosmik raketa haqida nimadir
Parametrlardan beri va spetsifikatsiyalar Barcha raketalar bir-biridan farq qiladi, masalan, Soyuz-2.1A yangi avlod raketasini ko'rib chiqing. Bu uch bosqichli o'rta toifali raketa bo'lib, 1973 yildan beri juda muvaffaqiyatli ekspluatatsiya qilingan "Soyuz-U" ning o'zgartirilgan versiyasidir.
Ushbu raketa kosmik kemani uchirish uchun mo'ljallangan. Ikkinchisi harbiy, iqtisodiy va bo'lishi mumkin ijtimoiy maqsad. Bu raketa ularni olib ketishi mumkin har xil turlari orbitalar - geostatsionar, geoo'tish, quyosh-sinxron, yuqori elliptik, o'rta, past.
Modernizatsiya
Raketa nihoyatda modernizatsiya qilingan, bu erda tubdan farqli raqamli boshqaruv tizimi yaratilgan bo'lib, u yangi mahalliy element bazasida ishlab chiqilgan, yuqori tezlikda bortda raqamli. kompyuter ancha katta hajm bilan tasodifiy kirish xotirasi. Raqamli tizim boshqaruv raketani foydali yuklarni yuqori aniqlik bilan uchirishni ta'minlaydi.
Bundan tashqari, dvigatellar o'rnatildi, ularda birinchi va ikkinchi bosqichlarning injektor boshlari yaxshilandi. Boshqa telemetriya tizimi amal qiladi. Shunday qilib, raketa uchirilishining aniqligi, uning barqarorligi va, albatta, nazorat qilish qobiliyati oshdi. Kosmik raketaning massasi oshmadi, ammo foydali yuk uch yuz kilogrammga oshdi.
Texnik xususiyatlari
Raketaning birinchi va ikkinchi bosqichlari suyuqlik bilan jihozlangan raketa dvigatellari Akademik Glushko nomidagi NPO Energomash firmasidan RD-107A va RD-108A, uchinchi bosqich esa “Ximavtomatika” konstruktorlik byurosining to‘rt kamerali RD-0110 rusumli avtomashinalari bilan jihozlangan. Raketa yoqilg'isi ekologik toza oksidlovchi vosita bo'lgan suyuq kislorod, shuningdek, kam zaharli yoqilg'i - kerosin. Raketaning uzunligi 46,3 metrni, uchirishdagi og'irligi 311,7 tonnani, kallaksiz esa 303,2 tonnani tashkil qiladi. Raketa raketasi konstruktsiyasining massasi 24,4 tonnani tashkil qiladi. Yoqilg'i komponentlarining og'irligi 278,8 tonna. Soyuz-2.1A ning parvoz sinovlari 2004 yilda Plesetsk kosmodromida boshlangan va ular muvaffaqiyatli bo'lgan. 2006 yilda raketa o'zining birinchi tijoriy parvozini amalga oshirdi - u Metop Evropa meteorologik kosmik kemasini orbitaga chiqardi.
Aytish kerakki, raketalar turli xil foydali yuklarni ishga tushirish qobiliyatiga ega. Yengil, o'rta va og'ir tashuvchilar mavjud. Masalan, Rokot raketasi kosmik kemalarni past Yer orbitalariga - ikki yuz kilometrgacha olib chiqadi va shuning uchun 1,95 tonna yukni ko'tara oladi. Ammo Proton og'ir sinf bo'lib, u past orbitaga 22,4 tonnani, geostatsionar orbitaga 6,15 tonnani va geostatsionar orbitaga 3,3 tonnani olib chiqishi mumkin. Biz ko'rib chiqayotgan raketa Roskosmos tomonidan foydalaniladigan barcha saytlar uchun mo'ljallangan: Kurou, Baykonur, Plesetsk, Vostochniy va Rossiya-Yevropa qo'shma loyihalari doirasida ishlaydi.
Mana kosmodromdagi raketa, mana u uchmoqda, 1-bosqich, 2-chi, endi esa kema 8 km/s birinchi kosmik tezlik bilan past Yer orbitasiga chiqarildi.
Aftidan, Tsiolkovskiyning formulasi bunga juda yaxshi imkon beradi.
Darslikdan: " birinchi qochish tezligiga erishish uchuny = y 1 = 7,9 10 3 m/s da u = 3 10 3 m/s.
(yonilg'i yonish paytida gazning chiqish tezligi 2-4 km / s ni tashkil qiladi) bir bosqichli raketaning uchish massasi oxirgi massadan taxminan 14 baravar ko'p bo'lishi kerak.".
Agar siz raketa hali ham Tsiolkovskiy formulasiga kiritilmagan tortishish kuchiga tobe ekanligini unutmasangiz, juda oqilona raqam.
Ammo bu erda S.G. Pokrovskiy tomonidan amalga oshirilgan Saturn-5 tezligini hisoblash: http://www.supernovum.ru/public/index.php?doc=5 (ilovadagi "Oyga borish" fayli) va http://supernovum .ru/public/index.php?doc=150 ( eski versiya: ilovadagi "SPEED ESTIMATE" fayli). Bunday tezlikda (1200 m/s dan kam) raketa birinchi qochish tezligiga erisha olmaydi.
Vikpediyadan: "Ikki yarim daqiqalik ish paytida F-1 ning beshta dvigateli Saturn V raketasini 42 milya (68 km) balandlikka olib chiqdi va unga 6164 milya (9920 km / soat) tezlikka erishdi." Bu amerikaliklar tomonidan e'lon qilingan bir xil 2750 m/s.
Tezlanishni hisoblaymiz: a=v/t=2750/150=18,3 m/sek. ²
.
Uchish paytida odatdagi uch barobar ortiqcha yuk. Ammo boshqa tomondan, a=2H/t ²
=2x68000/22500=6 m/sek ²
. Bunday tezlashuv bilan uzoqqa ucha olmaysiz.
Ikkinchi natija va uch barobar farqni qanday tushuntirish mumkin?
Hisoblash qulayligi uchun keling, parvozning o'ninchi soniyasini olaylik.
Chizmadagi piksellarni o'lchash uchun Photoshop-dan foydalanib, biz quyidagi qiymatlarni olamiz:
balandligi = 4,2 km;
tezlik = 950 m/sek;
tezlashuv = 94 m/sek ².
10-sekundda tezlashuv allaqachon tushib ketgan edi, shuning uchun men o'rtacha bir necha foiz xato bilan oldim (fizik tajribalarda 10% juda yaxshi xatodir).
Endi yuqoridagi formulalarni tekshiramiz:
a=2H/t²=84 m/sek²;
a=v/t=95 m/sek²
Ko'rib turganingizdek, nomuvofiqlik faqat 10% ni tashkil qiladi. Va umuman 300% emas, men bu savolni berdim.
Xo'sh, bilmaganlar uchun men sizga aytaman: fizikada barcha sifatli baholashlar oddiy maktab formulalari yordamida olinishi kerak. Hozir kabi.
Hammasi murakkab formulalar faqat aniq o'rnatish uchun kerak turli qismlar(aks holda elektronlar oqimi siklotronda nishon yaqinidan o'tadi).
Endi boshqa tomondan qaraylik: o'rtacha tezlik H/t=68000/150=450 m/sek; agar tezlik noldan bir xilda oshdi deb faraz qilsak (havaskor raketa grafigidagi kabi), u holda 68 km balandlikda u 900 m/sek ga teng bo'ladi. Natija teng qiymatdan kamroq, Pokrovskiy tomonidan hisoblangan. Ma'lum bo'lishicha, har qanday holatda ham dvigatellar e'lon qilingan tezlikka erishishga imkon bermaydi. Hatto sun'iy yo'ldoshni orbitaga qo'ya olmasligingiz ham mumkin.
Qiyinchiliklar Bulava raketasining muvaffaqiyatsiz sinovlari bilan tasdiqlanadi (2004 yildan beri): yo 1-bosqichning nosozligi, yoki noto'g'ri yo'nalishda parvoz yoki hatto uchirish paytida halokat.
Haqiqatan ham kosmodromlarda muammolar yo'qmi?
Chizmalarimizni o'g'irlagan, raketani yaratgan va 2009 yil 4-05 sentyabrda sun'iy yo'ldoshni uchirgan Shimoliy Koreyaliklar bunga yaxshi misol bo'la oladi, ular kutilganidek Tinch okeaniga tushib ketgan.
Bu esa Endeavour kemasining ishga tushirilishi. Menga kelsak, bu Atlantikaga tushish traektoriyasi...
Va tugatish uchun, 1 qochish tezligida parvozlar haqida (500 km balandlikda 7,76 km / s).
Tezlikning vertikal komponentiga Tsiolkovskiy formulasi qo'llaniladi. Ammo snaryad statsionar orbita bo'ylab uchishi uchun u gorizontal 1-chichish tezligiga ega bo'lishi kerak, chunki Nyuton o'zining formulalarini chiqarganida buni ko'rib chiqdi:
Raketani birinchi qochish tezligiga etkazish uchun uni nafaqat vertikal, balki gorizontal ravishda ham tezlashtirish kerak. Bular. aslida, raketaning o'rtacha 45 ° burchak ostida ko'tarilishi (gazning yarmi yuqoriga ko'tarilish uchun ishlaydi) hisobga olinsa, gaz oqimining tezligi aytilganidan bir yarim baravar past. Shuning uchun nazariyotchilarning hisob-kitoblarida hamma narsa birlashadi - "raketani orbitaga qo'yish" va "raketani orbita balandligiga ko'tarish" tushunchalari tenglashtiriladi. Raketani orbitaga chiqarish uchun uni orbitaning balandligiga ko'tarish va harakatning gorizontal komponentida 1-chichish tezligini berish kerak. Bular. bitta emas, ikkita ishni bajaring (ikki marta ko'proq energiya sarflang).
Afsuski, men hali ham aniq bir narsa deya olmayman - bu masala juda murakkab: dastlab atmosfera qarshiligi bor, keyin qarshilik yo'q, massa kamayadi, tezlik oshadi. Oddiy maktab mexanikasi yordamida murakkab nazariy hisob-kitoblarni baholash mumkin emas. Keling, savolni ochiq qoldiramiz. U faqat boshlang'ich sifatida ko'tarildi - hamma narsa birinchi qarashda ko'rinadigan darajada oddiy emasligini ko'rsatish uchun.
Aftidan, bu savol osilib qolardi. Suratdagi moki past Yer orbitasiga kirgan va pastga egri chiziq Yer atrofidagi orbitaning boshlanishi degan da'voga qarshi nima bahslash mumkin?
Ammo mo''jiza yuz berdi: 2011 yil 24 fevralda Discovery-ning so'nggi uchirilishi 9 km balandlikda uchadigan samolyotdan suratga olindi:
Otishma uchirilgan paytdan boshlandi (hisobot samolyot salonidagi ekranda kuzatildi) va 127 soniya davom etdi.
Rasmiy ma'lumotlarni tekshiramiz:
Biz bu lahzani ko'ra olmadik (Qiziq, bunday qiziqarli suratga olish jarayonini nima to'xtatib qo'ygan bo'lishi mumkin edi? muhim nuqta?) . Lekin biz ko'rib turgan asosiy narsa: balandlik haqiqatan ham 50 km (samolyotning erdan balandligi bilan solishtirganda), tezligi taxminan 1 km / sek.
Tezlikni taxminan 25 km balandlikda aniq belgilangan tutun tepasidan masofani o'lchash orqali osongina aniqlash mumkin ( uning L vertikal yuqoriga cho'zilgan 8 km dan oshmasligi kerak). 79 soniyada uning eng yuqori nuqtasidan masofa 2,78 l balandlikda va 3.24Uzunligi L (biz L dan foydalanamiz, chunki biz turli freymlarni normallashtirishimiz kerak - Kattalashtirish o'zgarishlari), 96 soniyada mos ravishda 3,47L va 5,02L. Bular. 17 soniyada moki 0,7 l ko'tarildi va 1,8 litr ko'tarildi. Vektor 1,9L = 15 km ga teng (bir oz ko'proq, chunki u bizdan bir oz uzoqlashgan).
Hammasi yaxshi bo'lardi. Ammo traektoriya parvoz profilida ko'rsatilgandek bir xil emas. 125 soniyadagi bo'lim (TTU bo'limi) deyarli vertikaldir va biz maksimalni ko'ramiz ballistik
profil va profilga ko'ra 100 km dan ortiq balandlikda ko'rish kerak bo'lgan traektoriya
foto raqiblarning e'tirozlari
Urinish.
Keling, yana bir bor qaraylik: bulutlarning pastki chetining balandligi 57 piksel, maksimal traektoriya 344 piksel, roppa-rosa 6 barobar yuqori. Va bulutlarning pastki qirrasi qanday balandlikda? Xo'sh, 8 kilometrdan yuqori emas. Bular. bir xil shift 50 kilometr.
Shunday qilib, moki haqiqatan ham fotosuratda ko'rsatilgan ballistik traektoriya bo'ylab (bulut ostidagi uchish burchagi 60 darajadan oshmaydi deb osongina taxmin qilinadi) o'z bazasiga uchadi va umuman kosmosga emas.
U 1957 yilda, SSSRda birinchi Sputnik 1 sun'iy yo'ldoshi uchirilganda boshlangan. O'shandan beri odamlar tashrif buyurishga muvaffaq bo'lishdi va uchuvchisiz kosmik zondlar bundan mustasno barcha sayyoralarga tashrif buyurishdi. Erni aylanib yuruvchi sun'iy yo'ldoshlar hayotimizga kirib keldi. Ularning yordami bilan millionlab odamlar televizor ko'rish imkoniyatiga ega ("" maqolasiga qarang). Rasmda qanday qism ko'rsatilgan kosmik kema parashyut yordamida Yerga qaytadi.
Raketalar
Koinotni o'rganish tarixi raketalardan boshlanadi. Birinchi raketalar Ikkinchi Jahon urushi paytida bombardimon qilish uchun ishlatilgan. 1957 yilda Sputnik 1-ni koinotga olib chiqqan raketa yaratildi. Raketaning katta qismini yonilg'i baklari egallagan. Raketaning faqat yuqori qismi chaqirildi foydali yuk. Ariane 4 raketasi uchtadan iborat alohida bo'limlar yonilg'i baklari bilan. Ular chaqiriladi raketa bosqichlari. Har bir bosqich raketani ma'lum masofaga itaradi, shundan so'ng, bo'sh bo'lganda, u ajralib chiqadi. Natijada, raketadan faqat foydali yuk qoladi. Birinchi bosqichda 226 tonna yuk ko'tariladi suyuq yoqilg'i. Yoqilg'i va ikkita kuchaytirgich uchish uchun zarur bo'lgan juda katta massani yaratadi. Ikkinchi bosqich 135 km balandlikda ajralib turadi. Raketaning uchinchi bosqichi - bu suyuqlik va azotda ishlaydi. Bu erda yoqilg'i taxminan 12 daqiqada yonib ketadi. Natijada, Evropaning Ariane-4 raketasidan kosmik agentlik, faqat foydali yuk qoladi.
1950-1960 yillarda. SSSR va AQSh koinotni o'rganishda raqobatlashdilar. Birinchi boshqariladigan kosmik kema Vostok edi. Saturn V raketasi birinchi marta odamlarni Oyga olib chiqdi.
Raketalar 1950-960 yillar:
1. "Sputnik"
2. "Avngard"
3. 1-iyun
4. "Sharq"
5. "Merkuriy-Atlant"
6. Egizaklar Titan 2
8. "Saturn-1B"
9. Saturn 5
Kosmik tezliklar
Kosmosga chiqish uchun raketa chegaradan oshib ketishi kerak. Agar uning tezligi etarli bo'lmasa, u kuch ta'siridan shunchaki Yerga tushadi. Kosmosga kirish uchun zarur bo'lgan tezlik deyiladi birinchi qochish tezligi. 40 000 km/soat tezlikka erishadi. Orbitada kosmik kema Yer atrofida aylanadi orbital tezlik. Kemaning orbital tezligi uning Yerdan uzoqligiga bog'liq. Kosmik kema orbita bo'ylab uchganda, u, aslida, oddiygina yiqilib tushadi, lekin yiqila olmaydi, chunki u balandlikni yo'qotadi, chunki er yuzasi uning ostiga tushib, aylana bo'ladi.
Kosmik zondlar
Zondlar uchuvchisiz kosmik kemalarga yuboriladi uzoq masofalar. Ular Plutondan tashqari barcha sayyoralarga tashrif buyurishdi. Zond belgilangan joyga ucha oladi uzoq yillar. U kerakli samoviy jismga uchganda, uning atrofidagi orbitaga chiqadi va olingan ma'lumotlarni Yerga yuboradi. Miriner 10, tashrif buyuradigan yagona zond. "Pioner-10" birinchi bo'ldi kosmik zond quyosh tizimini kim tark etgan. U eng yaqin yulduzga million yildan ko'proq vaqt ichida etib boradi.
Ba'zi zondlar boshqa sayyora yuzasiga qo'nish uchun mo'ljallangan yoki ular sayyoraga tushiriladigan qo'nish qurilmalari bilan jihozlangan. Qo‘nuvchi tuproq namunalarini yig‘ib, tadqiqot uchun Yerga yetkazishi mumkin. 1966 yilda Luna 9 zondi birinchi marta Oy yuzasiga qo'ndi. Ekishdan keyin guldek ochilib, suratga tusha boshladi.
Sun'iy yo'ldoshlar
Sun'iy yo'ldosh uchuvchisiz avtomobil, orbitaga chiqariladi, odatda Yerniki. 
Sun'iy yo'ldosh bor aniq vazifa- masalan, kuzatish, televizion tasvirlarni uzatish, foydali qazilma konlarini o'rganish uchun: hatto ayg'oqchi sun'iy yo'ldoshlar ham mavjud. Sun'iy yo'ldosh orbitada orbital tezlikda harakat qiladi. Rasmda siz Landset tomonidan past Yer orbitasidan olingan Humber daryosining (Angliya) og'zining fotosuratini ko'rasiz. Landset "Yerdagi 1 kvadrat metrgacha bo'lgan maydonlarni ko'rishi mumkin. m.
Stansiya xuddi shu sun'iy yo'ldosh, ammo bortdagi odamlarning ishlashi uchun mo'ljallangan. Ekipaj va yuki bo'lgan kosmik kema stantsiyaga qo'shilishi mumkin. Hozirgacha koinotda faqat uchta uzoq muddatli stansiya ishlagan: Amerikaning Skylab va Rossiyaning Salyut va Mir. Skylab orbitaga 1973 yilda chiqarilgan. Bortda ketma-ket uchta ekipaj ishlagan. Stansiya 1979 yilda o'z faoliyatini to'xtatdi.
Orbital stansiyalar vaznsizlikning inson organizmiga ta'sirini o'rganishda katta rol o'ynaydi. Amerikaliklar Yevropa, Yaponiya va Kanada mutaxassislari ishtirokida qurayotgan Ozodlik kabi kelajak stantsiyalari juda uzoq muddatli tajribalar uchun yoki sanoat ishlab chiqarish kosmosda.
Astronavt stansiya yoki kemadan koinotga chiqsa, u kiyinadi skafandr. Kosmosning ichida atmosfera bosimiga teng harorat sun'iy ravishda yaratilgan. Skafyumning ichki qatlamlari suyuqlik bilan sovutiladi. Qurilmalar ichidagi bosim va kislorod miqdorini nazorat qiladi. Dubulg'aning oynasi juda bardoshli; u mayda toshlar - mikrometeoritlarning zarbalariga bardosh bera oladi.
11.06.2010 00:10
Amerikaning Dawn kosmik kemasi yaqinda o'rnatildi yangi rekord tezligini oshirish - 25,5 ming km/soat, uning asosiy raqobatchisi - Deep Space 1 zondi Bu yutuq qurilmaga o'rnatilgan o'ta kuchli ion dvigateli tufayli mumkin bo'ldi. Biroq, mutaxassislarning fikriga ko'ra NASA, bu uning imkoniyatlari chegarasidan uzoqdir.
Amerikaning Dawn kosmik kemasining tezligi 5 iyun kuni rekord darajaga yetdi - 25,5 ming km/soat. Biroq, olimlarning fikriga ko'ra, yaqin kelajakda kema tezligi soatiga 100 ming km ga etadi.
Shunday qilib, Dawn o‘zining noyob dvigateli tufayli 1998-yil 24-oktabrda raketa bilan uchirilgan eksperimental avtomatik kosmik kema bo‘lmish Deep Space 1 zondini ortda qoldirdi. To‘g‘ri, Deep Space 1 hali ham dvigatellari eng uzoq vaqt xizmat qilgan stansiya nomini saqlab kelmoqda. Ammo Dawn avgust oyidayoq bu toifadagi "raqobatchisi" dan oldinga chiqib olishi mumkin.
Uch yil avval uchirilgan kosmik kemaning asosiy vazifasi qurilma 2011 yilda yaqinlashadigan 4 Vesta asteroidini o‘rganish va mitti sayyora Ceres. Olimlar Yupiter va Mars orbitalari orasida joylashgan ushbu ob'ektlarning shakli, hajmi, massasi, mineral va elementar tarkibi haqida eng aniq ma'lumotlarni olishga umid qilmoqda. Umumiy yo'l Dawn kosmik kemasi bosib o'tishi kerak bo'lgan masofa 4 milliard 800 million kilometrni tashkil qiladi.
Kosmosda havo yo'qligi sababli, tezlashgan kema bir xil tezlikda harakat qilishni davom ettiradi. Yerda bu ishqalanish tufayli sekinlashuv tufayli mumkin emas. Havosiz muhitda foydalaning ionli dvigatellar olimlarga Dawn kosmik kemasining tezligini bosqichma-bosqich oshirish jarayonini iloji boricha samarali qilish imkonini berdi.
Innovatsion dvigatelning ishlash printsipi gazning ionlanishi va uning elektrostatik maydon tomonidan tezlashishi hisoblanadi. Shu bilan birga, zaryadning massaga nisbati yuqori bo'lganligi sababli, ionlarni juda tezlashtirish mumkin bo'ladi. yuqori tezliklar. Shunday qilib, dvigatelda juda yuqori o'ziga xos impulsga erishish mumkin, bu ionlangan gazning reaktiv massasini iste'mol qilishni sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradi (ga nisbatan kimyoviy reaksiya), lekin talab qiladi yuqori xarajatlar energiya.
Dawn'ning uchta dvigateli doimiy ishlamaydi, lekin parvozning ma'lum nuqtalarida qisqa vaqt ichida yoqiladi. Bugungi kunga qadar ular jami 620 kun ishlagan va 165 kilogrammdan ortiq ksenon iste'mol qilgan. Oddiy hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, zond tezligi har to'rt kunda taxminan 100 km/soatga oshgan. Dawn sakkiz yillik missiyasining oxiriga kelib (mutaxassislar uning uzaytirilishini istisno qilmasalar ham), dvigatellarning umumiy ishlash muddati 2000 kunni tashkil etadi — deyarli 5,5 yil. Bunday ko'rsatkichlar kosmik kemaning tezligi 38,6 ming km/soatga yetishini va'da qilmoqda.
Bu, hech bo'lmaganda, ular uchirilgan birinchi kosmik tezlik fonida kichik miqdor kabi ko'rinishi mumkin. sun'iy yo'ldoshlar Yer, lekin uchun sayyoralararo kosmik kema hech qanday tashqi tezlatgichlarsiz, sayyoralarning tortishish maydonida maxsus manevrlarni bajarmasdan, bu natija haqiqatan ham ajoyibdir.
Kosmosni o'rganish uzoq vaqtdan beri insoniyat uchun odatiy holga aylangan. Ammo Yerning past orbitasiga va boshqa yulduzlarga parvozlarni tortishish kuchini engishga imkon beradigan qurilmalarsiz - raketalarsiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Ko'pchiligimiz bilamiz: raketa qanday ishlaydi va ishlaydi, uchirish qayerda sodir bo'ladi va uning tezligi qanday, bu unga sayyora va havosiz kosmosda tortishish kuchini engishga imkon beradi. Keling, ushbu masalalarni batafsil ko'rib chiqaylik.
Qurilma
Raketa qanday ishlashini tushunish uchun siz uning tuzilishini tushunishingiz kerak. Keling, tugunlarni yuqoridan pastgacha tasvirlashni boshlaylik.
CAC
Sun'iy yo'ldosh yoki yuk bo'linmasini orbitaga olib chiqadigan qurilma har doim ekipajni tashish uchun mo'ljallangan tashuvchidan konfiguratsiyasi bilan ajralib turadi. Ikkinchisi eng yuqori qismida joylashgan maxsus tizim raketa ishlamay qolganda astronavtlardan bo'linmani evakuatsiya qilishga xizmat qiluvchi favqulodda qutqaruv. Bu nostandart shakl Eng tepada joylashgan minora - bu favqulodda vaziyatlarda odamlar bilan kapsulani "tortib olish" va uni boshqa joyga o'tkazish imkonini beruvchi miniatyura raketasi. xavfsiz masofa voqea sodir bo'lgan joydan. Bu tegishli dastlabki bosqich parvoz, bu erda hali ham kapsulaning parashyut tushishini amalga oshirish mumkin. Havosiz kosmosda SASning roli kamroq ahamiyatga ega bo'ladi. Yerga yaqin kosmosda kosmonavtlarni tushirish modulini raketadan ajratish imkonini beruvchi funksiya yordamida saqlab qolish mumkin.
Yuk bo'limi
SAS ostida foydali yuk tashuvchi bo'linma mavjud: boshqariladigan transport vositasi, sun'iy yo'ldosh, yuk bo'limi. Raketaning turi va sinfiga ko'ra, orbitaga chiqarilgan yukning massasi 1,95 dan 22,4 tonnagacha bo'lishi mumkin. Kema tomonidan tashilgan barcha yuklar bosh parda bilan himoyalangan, u o'tgandan keyin tashlanadi atmosfera qatlamlari.
Asosiy dvigatel
Kosmosdan uzoqda bo'lgan odamlar, agar raketa havosiz kosmosga, yuz kilometr balandlikda, vaznsizlik boshlanadigan joyda tugasa, uning missiyasi tugadi deb o'ylashadi. Darhaqiqat, vazifaga qarab, koinotga chiqarilgan yukning maqsadli orbitasi ancha uzoqda bo'lishi mumkin. Masalan, telekommunikatsiya yo‘ldoshlari orbitaga 35 ming kilometrdan ortiq balandlikda olib chiqilishi kerak. Kerakli olib tashlashga erishish uchun sizga qo'zg'aluvchan dvigatel kerak yoki u boshqacha nomlanadi - tezlashtiruvchi blok. Rejalashtirilgan sayyoralararo yoki jo'nash traektoriyasiga erishish uchun parvoz tezligi rejimini bir necha marta o'zgartirib, muayyan harakatlarni bajarish kerak, shuning uchun bu dvigatelni qayta-qayta ishga tushirish va o'chirish kerak, bu uning boshqa shunga o'xshash raketa komponentlaridan farqi.
Ko'p bosqichli
Uchirish mashinasida uning massasining faqat kichik bir qismini tashilgan foydali yuk egallaydi, qolgan qismini avtomobilning turli bosqichlarida joylashgan dvigatellar va yonilg'i baklari tashkil qiladi. Dizayn xususiyati bu birliklardan yoqilg'i tugagandan keyin ularni ajratish imkoniyati. Shundan so'ng ular erga etib bormasdan atmosferada yonib ketadilar. Haqiqat nima deydi yangiliklar portali reaktor.kosmos, ichida o'tgan yillar Ajratilgan bosqichlarni zararsiz belgilangan nuqtaga qaytarish va ularni yana koinotga uchirish imkonini beruvchi texnologiya ishlab chiqildi. Raketa fanida ko'p bosqichli kemalarni yaratishda ikkita sxema qo'llaniladi:
- Birinchisi uzunlamasına bo'lib, bir vaqtning o'zida yoqilgan va ishlatilgandan so'ng sinxron ravishda qayta o'rnatiladigan bir nechta bir xil dvigatellarni tanaga yonilg'i bilan joylashtirish imkonini beradi.
- Ikkinchisi ko'ndalang bo'lib, qadamlarni biri ikkinchisidan balandroq bo'lgan ortib borayotgan tartibda tartibga solish imkonini beradi. Bunday holda, ular faqat pastki, sarflangan bosqich qayta o'rnatilgandan keyin yoqiladi.
Lekin ko'pincha dizaynerlar ko'ndalang va uzunlamasına dizaynning kombinatsiyasiga ustunlik berishadi. Raketa ko'p bosqichlarga ega bo'lishi mumkin, ammo ularning sonini ma'lum chegaragacha oshirish oqilona. Ularning o'sishi faqat parvozning ma'lum bir bosqichida ishlaydigan dvigatellar va adapterlar massasining ko'payishiga olib keladi. Shu sababli, zamonaviy raketalar to'rtdan ortiq bosqich bilan jihozlanmagan. Asosan, bosqichli yonilg'i baklari turli komponentlar pompalanadigan rezervuarlardan iborat: oksidlovchi (suyuq kislorod, azot tetroksidi) va yoqilg'i (suyuq vodorod, geptil). Faqat ularning o'zaro ta'siri bilan raketani kerakli tezlikka tezlashtirish mumkin.
Raketa kosmosda qanchalik tez uchadi?
Otish apparati bajarishi kerak bo'lgan vazifalarga qarab, uning tezligi to'rtta qiymatga bo'lingan holda o'zgarishi mumkin:
- Birinchi kosmik. Bu sizga Yerning sun'iy yo'ldoshiga aylanadigan orbitaga chiqish imkonini beradi. Agar biz an'anaviy qiymatlarga aylantirsak, u 8 km / s ga teng.
- Ikkinchi bo'shliq. Tezligi 11,2 km/s. Bu kemaga sayyoralarimizni tadqiq qilish uchun tortishish kuchini engishga imkon beradi quyosh sistemasi.
- Uchinchisi - kosmik. 16 650 km/s tezlikka amal qiladi. siz quyosh tizimining tortishish kuchini engishingiz va uning chegaralarini qoldirishingiz mumkin.
- To'rtinchi kosmik. 550 km/s tezlikni ishlab chiqqan. raketa galaktikadan tashqariga ham ucha oladi.
Ammo kosmik kemalarning tezligi qanchalik yuqori bo'lmasin, ular sayyoralararo sayohat uchun juda past. Ushbu qiymatlarda eng yaqin yulduzga borish uchun 18 000 yil kerak bo'ladi.
Kosmosga raketalar uchiriladigan joy qanday nomlanadi?
Kosmosni muvaffaqiyatli zabt etish uchun raketalarni koinotga uchirish mumkin bo'lgan maxsus uchirish maydonchalari kerak bo'ladi. Kundalik foydalanishda ular kosmodromlar deb ataladi. Ammo bu oddiy nom ulkan hududlarni egallagan binolarning butun majmuasini o'z ichiga oladi: uchirish maydonchasi, raketani yakuniy sinovdan o'tkazish va yig'ish uchun xonalar, tegishli xizmatlar uchun binolar. Bularning barchasi bir-biridan uzoqda joylashganki, kosmodromdagi boshqa ob'ektlar avariya sodir bo'lganda zarar ko'rmaydi.
Xulosa
Ular qanchalik yaxshilanadi kosmik texnologiya, raketaning tuzilishi va ishlashi qanchalik murakkab bo'lsa. Balki bir necha yil ichida Yerning tortishish kuchini engish uchun yangi qurilmalar yaratiladi. Va keyingi maqola yanada rivojlangan raketaning ishlash tamoyillariga bag'ishlanadi.