I dag virker enhver rakettoppskyting som er omt alt i nyhetene som en kjent del av livet. Interessen fra byfolket oppstår som regel bare når det gjelder storslåtte prosjekter for romutforskning eller alvorlige ulykker skjer. Men for ikke så lenge siden, i begynnelsen av andre halvdel av forrige århundre, fikk hver rakettoppskyting hele landet til å fryse en stund, alle fulgte suksesser og ulykker. Det var også i begynnelsen av romalderen i USA og deretter i alle land hvor de lanserte sine egne programmer med flyreiser til stjernene. Det var suksessene og fiaskoene i disse årene som la grunnlaget som rakettvitenskapen vokste på, og med det kosmodromene og flere og mer avanserte enheter. Kort sagt, raketten med sin historie, strukturelle funksjoner og statistikk er verdt oppmerksomhet.
Grunnleggende i et nøtteskall
Braketten er en variant av en flertrinns ballistisk missil hvishensikten er å sende ut visse laster ut i verdensrommet. Avhengig av oppdraget til det oppskytede kjøretøyet, kan raketten sette den inn i en geosentrisk bane eller gi akselerasjon for å forlate jordens gravitasjonssone.
I det overveldende flertallet av tilfellene skjer utskytingen av en rakett fra dens vertikale posisjon. Svært sjelden brukes en luftoppskytningstype, når enheten først leveres av et fly eller annen lignende enhet til en viss høyde, og deretter lanseres.
Multi-stage
En måte å klassifisere bæreraketter er etter antall trinn de inneholder. Enheter som bare inkluderer ett slikt nivå og er i stand til å levere nyttelast ut i verdensrommet i dag, er fortsatt bare en drøm for designere og ingeniører. Hovedpersonen ved verdens romhavner er et flertrinns apparat. Faktisk er det en serie tilkoblede missiler som slås på i rekkefølge under flyturen og kobles fra etter fullført oppdrag.
Behovet for et slikt design ligger i vanskeligheten med å overvinne tyngdekraften. Raketten skal løfte sin egen vekt fra overflaten, som hovedsakelig inkluderer tonn drivstoff og fremdrift, samt vekten av nyttelasten. Prosentvis utgjør sistnevnte bare 1,5-2 % av rakettens utskytningsmasse. Å koble fra brukte etapper under flyvningen gjør det lettere for de resterende og gjør flyvningen mer effektiv. Denne konstruksjonen har også en ulempe: den presentererspesielle krav til romporter. En menneskefri sone er nødvendig der de brukte etappene vil falle.
Reusable
Det er klart at med dette designet kan ikke boosteren brukes mer enn én gang. Imidlertid jobber forskere kontinuerlig med å lage slike prosjekter. En fullt gjenbrukbar rakett eksisterer ikke i dag på grunn av behovet for å bruke høyteknologi som ennå ikke er tilgjengelig for folk. Likevel er det et implementert program for en delvis gjenbrukbar enhet - dette er den amerikanske romfergen.
Det skal bemerkes at en av grunnene til at utviklere prøver å lage en gjenbrukbar rakett er ønsket om å redusere kostnadene ved å skyte opp kjøretøy. Romfergen ga imidlertid ikke de forventede resultatene i denne forstand.
Første rakettoppskyting
Hvis vi går tilbake til historien til problemet, så ble fremkomsten av selve utskytningsfartøyene innledet av etableringen av ballistiske missiler. En av dem, den tyske «V-2», ble brukt av amerikanerne til de første forsøkene på å «nå ut» til verdensrommet. Allerede før krigens slutt, i begynnelsen av 1944, ble det utført flere vertikale oppskytinger. Raketten nådde en høyde på 188 km.
Flere resultater ble oppnådd fem år senere. Det var en rakettoppskyting i USA, på teststedet White Sands. Den besto av to etapper: V-2 og VAK-Kapral raketter og var i stand til å nå en høyde på 402 km.
Første booster
Men 1957 regnes som begynnelsen på romalderen. Da ble den første virkelige bæreraketten i enhver forstand, den sovjetiske Sputnik, lansert. Lanseringen ble gjort på Baikonur Cosmodrome. Raketten taklet oppgaven med suksess - den lanserte den første kunstige jordsatellitten i bane.
Oppskytingen av Sputnik-raketten og dens modifikasjon Sputnik-3 ble utført fire ganger tot alt, hvorav tre var vellykkede. Deretter, på grunnlag av denne enheten, ble en hel familie av bæreraketter skapt, preget av økte kraftverdier og noen andre egenskaper.
Oppskytingen av en rakett i verdensrommet, laget i 1957, var en landemerkebegivenhet på mange måter. Det markerte begynnelsen på et nytt stadium i menneskelig utforskning av det omkringliggende rommet, åpnet faktisk romalderen, pekte på mulighetene og begrensningene til datidens teknologi, og ga også USSR en merkbar fordel over Amerika i romkappløpet.
Moderne scene
I dag regnes russiskproduserte Proton-M bæreraketter, den amerikanske Delta-IV Heavy og den europeiske Ariane-5 som de kraftigste. Oppskytingen av en rakett av denne typen gjør det mulig å skyte opp en nyttelast som veier opptil 25 tonn i lav bane rundt jorden i en høyde av 200 km. Slike enheter er i stand til å frakte omtrent 6-10 tonn til den geostasjonære bane og 3-6 tonn til den geostasjonære bane.
Det er verdt å stoppe ved Proton bæreraketter. Han spilte en betydelig rolle i sovjetisk og russisk romutforskning. Den ble brukt tilimplementering av ulike bemannede programmer, inkludert for å sende moduler til Mir orbital stasjon. Med hans hjelp ble Zarya og Zvezda, de viktigste blokkene til ISS, levert ut i verdensrommet. Til tross for at ikke alle nylige oppskytninger av raketter av denne typen har vært vellykkede, er Proton fortsatt den mest populære utskytningen: omtrent 10–12 av oppskytningene utføres årlig.
Utenlandske kolleger
"Ariane-5" er en analog av "Proton". Denne bæreraketten har en rekke forskjeller fra den russiske, spesielt lanseringen er mye dyrere, men den har også stor bærekapasitet. Ariane-5 er i stand til å skyte ut to satellitter i geo-mellombane samtidig. Det var oppskytingen av en romrakett av denne typen som ble begynnelsen på oppdraget til den berømte Rosetta-sonden, som etter ti års flytur ble en satellitt for kometen Churyumov-Gerasimenko.
"Delta-IV" begynte sin "karriere" i 2002. En av modifikasjonene, Delta IV Heavy, hadde ifølge 2012 den største nyttelasten blant bæreraketter i verden.
Ingredienser for suksess
Vellykket rakettoppskyting er ikke bare basert på de ideelle tekniske egenskapene til apparatet. Mye avhenger av valg av utgangspunkt. Plasseringen av romhavnen spiller en betydelig rolle for suksessen til oppdraget til bæreraketten.
Energikostnadene for å skyte opp en satellitt i bane reduseres hvis helningsvinkelen tilsvarer den geografiske breddegraden til området der oppskytingen utføres. Det viktigste er å ta hensyn til disse parameterne for utskyting av kjøretøyer levert til den geostasjonære bane. Det perfekte stedet å starteav slike raketter er ekvator. Avvik per grad fra ekvator betyr behov for en hastighetsøkning på 100 m/s mer. I følge denne parameteren, blant mer enn 20 romhavner i verden, er den mest fordelaktige posisjonen okkupert av den europeiske Kourou, som ligger på en breddegrad på 5º, den brasilianske Alcantara (2, 2º), samt Sea Launch, en flytende romhavn som kan skyte opp raketter direkte fra ekvator.
Retning er viktig
Et annet punkt er relatert til planetens rotasjon. Raketter som skytes opp fra ekvator får umiddelbart en ganske imponerende hastighet mot øst, noe som henger nøyaktig sammen med jordens rotasjon. I denne forbindelse er alle flyveier som regel lagt i østlig retning. Israel er uheldig i denne forbindelse. Han må sende raketter vestover, og gjøre en ekstra innsats for å overvinne jordens rotasjon, siden det er fiendtlige stater øst i landet.
Slippfelt
Som allerede nevnt faller brukte rakettstadier til jorden, og derfor bør en passende sone plasseres i nærheten av kosmodromen. Et flott alternativ er havet. De fleste romhavnene og ligger derfor på kysten. Et godt eksempel er Cape Canaveral og den amerikanske romhavnen som ligger her.
Russiske lanseringssteder
Romhavnene i landet vårt ble opprettet under den kalde krigen, og kunne derfor ikke lokaliseres i Nord-Kaukasus eller Fjernøsten. Det første teststedet for utskyting av missiler var Baikonur, som ligger i Kasakhstan. Det er lav seismisk aktivitet, godt vær det meste av året. Det mulige fallet av missilelementer på asiatiske land setter et visst avtrykk på arbeidet på teststedet. Ved Baikonur er det behov for å nøye legge ut flyveien slik at de brukte etappene ikke havner i boligområder og missiler ikke faller inn i kinesisk luftrom.
Svobodny Cosmodrome, som ligger i Fjernøsten, har den mest vellykkede plasseringen av fallfelt: de faller på havet. En annen romhavn hvor du ofte kan se en rakettoppskyting er Plesetsk. Det ligger nord for alle andre lignende steder i verden og er et ideelt sted å sende kjøretøy inn i polare baner.
Rocket lanseringsstatistikk
Generelt siden begynnelsen av århundret har aktiviteten ved verdens romhavner f alt markant. Hvis vi sammenligner de to ledende landene i denne bransjen, USA og Russland, produserer det første betydelig færre lanseringer årlig enn det andre. I perioden fra 2004 til og med 2010 ble 102 raketter skutt opp fra romhavnene i Amerika, som fullførte sin oppgave. I tillegg var det fem mislykkede lanseringer. I vårt land ble 166 starter fullført, og åtte endte i en ulykke.
Blant de mislykkede lanseringene av enheter i Russland, skiller Proton-M-ulykkene seg ut. Mellom 2010 og 2014, som et resultat av slike feil, gikk ikke bare bæreraketter tapt, men også flere russiske satellitter, samt en utenlandsk enhet. En lignende situasjon med en av de kraftigste bærerakettene gikk ikke ubemerket hen: tjenestemenn ble sparket,involvert i forekomsten av disse feilene, begynte prosjekter å bli utviklet for å modernisere romindustrien i landet vårt.
I dag, som for 40–50 år siden, er folk fortsatt interessert i romutforskning. Den nåværende fasen kjennetegnes av muligheten for fullverdig internasjon alt samarbeid, som er vellykket implementert i ISS-prosjektet. Mange punkter krever imidlertid foredling, modernisering eller revisjon. Jeg vil tro at med introduksjonen av ny kunnskap og teknologier vil lanseringsstatistikken bli mer og mer gledelig.
