Почему-то многие считают, что ракеты запускают в космос исключительно вертикально. Но на деле, чтобы вывести аппарат на орбиту Земли, ракеты запускают по дуге, кривизна которой увеличивается вместе с высотой полёта. Давайте разберёмся, почему делается именно так?
Представим, что нам нужно выйти на орбиту Земли. По сути, движение по орбите можно описать так: космический аппарат постоянно падает на землю, но промахивается. То есть, чтобы комфортно двигаться по орбите, скорость движения аппарата должна быть равна скорости его падения на Землю. Это не позволит аппарату упасть, но при этом он не будет удаляться от Земли. На высоте ниже 100км сделать это сложно засчёт сопротивления воздуха.
А вот выше 100 км(называется линия Кармана), вполне себе можно заставить космический аппарат развить так называемую "первую космическую скорость". Первая космическая скорость - скорость, которую нужно придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите планеты. Эта скорость равна 7.91 км/сек
Так как же нам выйти на орбиту?
Этап 1. Ракета смотрит вертикально от поверхности земли. Сначала в работу вступают двигатели первой ступени (самые мощные). Их задача - оторвать от земли всю нашу конструкцию и придать первичное ускорение
Этап 2. Когда топливо первой ступени закончится - первая ступень отстреливается. Нам ведь не нужна бесполезная лишняя масса, верно? И в действие включаются двигатели второй ступени. Космический аппарат продолжает ускоряться. При этом, на набранной высоте воздух более разреженный и его сопротивление ослабевает. В этот момент начинает изменяться угол расположения аппарата относительно центра Земли
Этап 3. Когда топливо второй ступени заканчивается - она также отстреливается. На этом этапе корабль уже набрал значительную скорость. Далее , когда он достигает стартового расчётного апогея (наивысшей точки траектории), корабль поворачивается по ходу движения и ускоряется третьей ступенью. Таким образом идёт корректировка траектории. В нашем случае мы будем скруглять орбиту и достигать плановых показателей апоцентра (высшей точки орбиты) и перицентра (низшей точки орбиты).
При условии, что наш космический аппарат летит с первой космической скоростью, после всех корректировок орбиты он будет оборачиваться вокруг нашей Земли по одной и той же траектории. Конечно же, на деле выход на орбиту - более сложный процесс, чем описано здесь. Но для понимания принципов думаю, что статьи вполне достаточно.
Запускаем аппарат на орбиту!
Есть одна замечательная компьютерная игра "Kerbal Space Program". В ней вы, от лица зелёных человечков осваиваете космос. Она мне очень нравится, потому что во-первых - очень интересно. А во-вторых только с помощью этой игры я понял базовые механики космических полётов. В ней соблюдается вся физика. Крайне рекомендую, если эта тема вам близка.
Так вот, специально для вас я собрал небольшую ракетку "Дзен-1" и запустил её на орбиту планеты Кербин (аналог Земли в игре). Приятного просмотра :)
Поехали!
#космос #ракета #орбита #kerbal space program #как запускают ракеты #ракета в космосе #ksp #космонавтика