Люди всегда мечтали покорить космическое пространство, и всегда это казалось невозможным. Начало гонке покорения положили еще во время Второй Мировой Войны. И это были не войска союзников.
"Фау-2" - первая в мире баллистическая ракета, первый пуск которой был произведен за 19 лет до полета Гагарина в космос (пуск 1942 г., Гагарин в космос 1961 г.). Назначение ракет конечно радикально разное. Если Гагарин на "Востоке" нес открытие новой эры изучения и открытий, то "Фау-2" несла разрушения. Количество боевых пусков составило 3225, следствием чего стало 2700 смертей. Основная цель ракет нацисткой Германии была Великобритания.
Ракета летела со скоростью 6120 км/ч, на высоте 100 км, и на дальность 320 км. Сбить такого монстра было невозможно. Немцы никогда точно не знали куда упадет их чудо инженерной мысли. Так как систем навигации не было, ракету попросту заправляли топливом, рассчитанным до Лондона. Достигнув своей цели, плюс минус пару десятков километров, топливо заканчивалось и ракета просто падала на город. Монстр весом в 12 тонн и длинной 14 метров падающий с неба, сам по себе принесет не малый урон, но она еще несла почти тонну заряда (800 кг аммотола - смесь аммиачной селитры и тротила).
После войны американцы забрали себе около ста готовых ракет, 63 из которых были запущены, правда уже в исследовательских целях.
Первая космическая скорость.
Что это такое? Проведем мысленный эксперимент. Нам понадобится пушка с ядром и объект повыше, например гора. Гора тоже будет мнимой, высотой порядка 50 км (высота не сильно играет роль, главное, чтобы выше нас не было других предметов). Забираемся на гору, захватив с собой наше орудие. Нам нужна самая макушка. Ставим пушку так, чтобы дуло располагалось параллельно земле.
Делаем первый выстрел с небольшим количеством пороха, заряд падает в 1000 км от нас описав в воздухе половину параболы (все условно, эксперимент мысленный). Почему упал? на наше ядро действует две силы, первая направлена вперед - ускорение, и вторая вниз - притяжение. Притяжение победило.
Второй выстрел. Заряжаем гораздо больше пороха, снаряд летит 10000 км, результат выстрела все тот же: парабола, две силы, гравитация побеждает, падение.
Третий выстрел. Очень много топлива. Парабола становится почти прямой, побеждает ускорение, снаряд улетает прочь, так никогда и не упав.
Четвертый выстрел. Оптимальное количество пороха. Выстрел, снаряду придается скорость равная 7.91 км/с. Скорость и притяжение Земли прекрасно друг друга компенсируют. Снаряд не падает и не улетает прочь, ну а наша парабола (т.е. траектория полета) превратилась в круг. Ядро начинает вращаться на орбите земли, становясь спутником. Это и есть первая космическая скорость 7,91 км/с. Примерно так и держится Луна на орбите никогда не падая.
Накидал вам рисунок, показывающий движение Луны. Зеленая стрелка - это ускорение, ну или скорость Луны, которая пытается вырваться с орбиты нашей планеты, направлена в сторону от Земли. Синим - притяжение действующее на луну, которое стремится обрушить на нас наш спутник. Компенсирование двух этих сил является орбита - оранжевым.
синяя стрелка в идеале должна быть двунаправленная, так как луна так же притягивает к себе землю - это кстати она тащит за собой океан, приподнимая воду и вызывая приливы (об этом в следующих статьях). А "оранжевая" орбита, должна быть спиралью от поверхности Земли, уходящей в космос. Луна удаляется от нас. (о Луне будет отдельная статья, расскажу так же почему луна к нам всегда одной стороной)
Вторая космическая скорость.
Собираясь покорять межпланетное пространство без нее никуда. Это та скорость, которую необходимо достичь, чтобы планета уже не смогла вас притянуть обратно. Для Земли это 11.7 км/с. Есть еще и третья и четвертая, но нам они не нужны. Третья для солнца, четвертая для галактики (так для информации).
Летим в космос.
Для начала расчеты. Никакой четкой границы между Землей и космосмом нет. За эту границу была принята высота 100 км - на такой высоте аппарат летит благодаря действию аэродинамических сил, лишь с первой космической скорость, что делает полёт скорее орбитальным, чем аэродинамическим.
Теперь про ракету. Почти все ракеты нынешнего поколения являются одноразовыми. Все мы видели на картинках и в интернете ракеты в полный рост. Проблема сегодняшних ракет в том, что почти 90% всей ракеты составляет топливо - "ракета-носитель", а макушка ракеты- обычно другого цвета это полезный блок, где очень плотно упакованы люди и груз, либо просто груз. Взгляните на первую картинку с шаттлом. Белый самолетик забит грузом и манипуляторами, оранжевая труба под ним и две белые на ней - "ракето-носители" с топливом, которые отстегнуться в мере расхода топлива. Стартовая масса такого агрегата около 2300 тонн, вес полезного груза всего 24 тонны.
Старт шаттла выполняется вертикально, на полной тяге маршевых двигателей самого шаттла и двух твердотопливных ускорителей (которые белые), при этом последние создают около 80 % стартовой тяги системы. Зажигание трёх маршевых двигателей происходит за 6,6 секунд до назначенного времени старта, двигатели включаются последовательно, с интервалом 120 миллисекунд. В течение трёх секунд двигатели выходят на стартовую мощность (100 %) тяги. Точно в момент старта производится одновременное зажигание боковых ускорителей и подрыв восьми пироболтов, обеспечивающих крепление системы к стартовому комплексу. Начинается подъём системы. Непосредственно после отхода от стартового комплекса начинается разворот системы по тангажу, вращению и рысканию для выхода на азимут целевого наклонения орбиты. В ходе дальнейшего подъёма с постепенным уменьшением тангажа (траектория отклоняется от вертикали к горизонту, в конфигурации «спиной вниз») выполняется несколько кратковременных дросселирований маршевых двигателей с целью снижения динамических нагрузок на конструкцию. Через 2 минуты на высоте 45 км, боковые ускорители отделяются. Через 8,5 минут на высоте 113 км, отваливается самый огромный блок. Шаттл все равно еще не достиг первой космической скорости, т.е. оставь все как есть, он начнет падать назад по баллистической орбите. Доускорение уже будет получено двигателями маневрирования.
Вот такой непростой и очень дорогой космос.
Хорошего настроения всем. Изучайте науку.
Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева кнопки- можно поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка - плюсик в вашу карму.
