Zašto rakete lete u svemir? Kako lete rakete? Opis, fotografija i video. Ovo nije okomiti let

Što je svemirska raketa? Kako je strukturiran? Kako leti? Zašto ljudi putuju u svemir raketama?

Reklo bi se da nam je sve to odavno i dobro poznato. Ali provjerimo sami za svaki slučaj. Ponovimo abecedu.

Naš planet Zemlja prekriven je slojem zraka – atmosferom. Na površini Zemlje zrak je prilično gust i gust. Viša se prorjeđuje. Na visini od stotina kilometara neprimjetno se "gasi" i prelazi u bezzračni svemir.

U usporedbi sa zrakom u kojem živimo, on je prazan. Ali, gledano strogo znanstveno, praznina još uvijek nije potpuna. Čitav taj prostor prodiru zrake Sunca i zvijezda i iz njih lete krhotine atoma. U njemu lebde čestice kozmičke prašine. Možete naići na meteorit. U blizini mnogih nebeskih tijela osjete se tragovi njihovih atmosfera. Stoga bezzračni svemir ne možemo nazvati praznim. Nazvat ćemo ga jednostavno prostor.

Isti zakon univerzalne gravitacije djeluje i na Zemlji iu svemiru. Prema ovom zakonu, svi objekti privlače jedni druge. Privlačna sila goleme kugle vrlo je uočljiva.

Da biste se otrgnuli od Zemlje i odletjeli u svemir, prije svega morate nekako nadvladati njenu gravitaciju.

Avion ga svladava samo djelomično. Dok polijeće krilima se oslanja na zrak. I ne može se popeti do mjesta gdje je zrak vrlo rijedak. Pogotovo u svemiru, gdje uopće nema zraka.

Ne možete se popeti na stablo više od samog stabla.

Što uraditi? Kako se “popeti” u svemir? Na što se možete osloniti tamo gdje nema ničega?

Zamislimo sebe kao ogromne divove. Stojimo na površini Zemlje, a atmosfera je do pojasa. Imamo loptu u svojim rukama. Puštamo ga iz ruku - leti prema Zemlji. Pada pred naše noge.

Sada bacamo loptu paralelno s površinom Zemlje. Poslušavajući nas, lopta treba letjeti iznad atmosfere, naprijed, tamo gdje smo je bacili. No, Zemlja ga nije prestajala vući k sebi. I, slušajući je, on, kao i prvi put, mora letjeti dolje. Lopta je prisiljena poslušati oboje. I zato leti negdje u sredini između dva smjera, između “naprijed” i “dolje”. Staza lopte, njena putanja, dobiva se u obliku zakrivljene linije koja se savija prema Zemlji. Lopta se spušta, uranja u atmosferu i pada na Zemlju. Ali ne više pod našim nogama, nego negdje dalje.

Bacimo loptu jače. Letjet će brže. Pod utjecajem Zemljine gravitacije ponovno će se početi okretati prema njoj. Ali sada je šuplje.

Bacimo loptu još jače. Letio je tako brzo, počeo se okretati tako plitko da više nije imao vremena pasti na Zemlju. Njegova se površina "zaokružuje" ispod njega, kao da izlazi ispod njega. Putanja lopte, iako se savija prema Zemlji, nije dovoljno strma. I ispostavlja se da, dok neprestano pada prema Zemlji, lopta ipak leti oko kugle zemaljske. Njegova se putanja zatvorila u prsten i postala orbita. I lopta će sada cijelo vrijeme letjeti iznad njega. Ne prestajući padati prema Zemlji. Ali bez približavanja, bez udarca.

Da biste loptu doveli u ovakvu kružnu orbitu, trebate je baciti brzinom od 8 kilometara u sekundi! Ta se brzina naziva kružnom, odnosno prvom kozmičkom brzinom.

Zanimljivo je da će se ta brzina sama održavati tijekom leta. Let se usporava kada ga nešto ometa. I ništa ne ometa loptu. On leti iznad atmosfere, u svemiru!

Kako možete letjeti "po inerciji" bez zaustavljanja? To je teško razumjeti jer nikada nismo živjeli u svemiru. Navikli smo na činjenicu da smo uvijek okruženi zrakom. Znamo da kuglica vate, koliko god je jako bacili, neće daleko odletjeti, zaglavit će u zraku, stati i pasti na Zemlju. U svemiru svi objekti lete bez otpora. Brzinom od 8 kilometara u sekundi u blizini mogu letjeti rasklopljeni listovi novina, utezi od lijevanog željeza, sićušne rakete igračke od kartona i pravi čelični svemirski brodovi. Svi će letjeti rame uz rame, ne zaostajući niti pretječući jedni druge. Oni će na isti način kružiti oko Zemlje.

No, vratimo se na loptu. Bacimo još jače. Na primjer, pri brzini od 10 kilometara u sekundi. Što će biti s njim?

Raketa kruži različitim početnim brzinama.

Pri ovoj brzini putanja će se još više izravnati. Lopta će se početi udaljavati od Zemlje. Zatim će usporiti i glatko se okrenuti natrag prema Zemlji. A približavajući mu se, ubrzat će upravo do brzine kojom smo ga poslali, do deset kilometara u sekundi. Ovom brzinom projurit će pokraj nas i nastaviti dalje. Sve će se ponoviti iz početka. Ponovno se podignite s usporavanjem, okrenite, spustite s ubrzanjem. Ova lopta također nikada neće pasti na tlo. Otišao je i u orbitu. Ali ne više kružni, nego eliptični.

Lopta bačena brzinom od 11,1 kilometar u sekundi "doći će" do samog Mjeseca i tek onda se vratiti. A pri brzini od 11,2 kilometra u sekundi uopće se neće vratiti na Zemlju, otići će lutati Sunčevim sustavom. Brzina od 11,2 kilometara u sekundi naziva se druga kozmička brzina.

Dakle, možete ostati u svemiru samo uz pomoć velike brzine.

Kako se može ubrzati barem do prve kozmičke brzine, do osam kilometara u sekundi?

Brzina automobila na dobroj autocesti ne prelazi 40 metara u sekundi. Brzina zrakoplova TU-104 nije veća od 250 metara u sekundi. A mi se trebamo kretati brzinom od 8000 metara u sekundi! Letite više od trideset puta brže od aviona! Apsolutno je nemoguće juriti takvom brzinom u zraku. Zrak "ne pušta unutra". On postaje neprobojan zid na našem putu.

Zato smo se tada, zamišljajući sebe kao divove, “do struka nagnuli” iz atmosfere u svemir. Zrak nam je smetao.

Ali čuda se ne događaju. Nema divova. Ali i dalje morate "ispružiti glavu". Što da napravim? Graditi toranj visok stotine kilometara smiješno je i pomišljati. Moramo pronaći način da polako, "polako", prođemo kroz gusti zrak u svemir. I to samo tamo gdje vas ništa ne sprječava da "na dobroj cesti" ubrzate do potrebne brzine.

Jednom riječju, da biste ostali u svemiru, morate ubrzati. A da biste ubrzali, prvo morate stići u svemir i tamo ostati.

Da izdržiš, ubrzaj! Za ubrzanje - izdrži!

Naš divni ruski znanstvenik Konstantin Eduardovič Ciolkovski jednom je ljudima predložio izlaz iz ovog začaranog kruga. Samo je raketa prikladna za odlazak u svemir i ubrzanje u njemu. O tome će dalje teći naš razgovor.

Raketa nema ni krila ni propelere. U letu se ne može osloniti ni na što. Da bi ubrzao, ne mora se odgurnuti ni od čega. Može se kretati iu zraku iu prostoru. Sporije u zraku, brže u svemiru. Kreće se na reaktivan način. Što to znači? Navedimo jedan stari, ali jako dobar primjer.

Obala tihog jezera. Na dva metra od obale nalazi se čamac. Nos je usmjeren prema jezeru. Na krmi čamca stoji tip koji želi skočiti na obalu. Sjeo je, napregnuo se, skočio iz sve snage... i sigurno “sletio” na obalu. A čamac... se pokrenuo i tiho otplovio od obale.

Što se dogodilo? Kad je dječak skočio, noge su mu radile poput opruge, koja se stisnula, a potom ispravila. Ova “opruga” na jednom kraju gurnula je čovjeka na obalu. Za druge - čamac u jezero. Čamac i čovjek su se odgurnuli. Čamac je isplivao, kako kažu, zahvaljujući trzaju, odnosno reakciji. Ovo je reaktivni način kretanja.

Dijagram višestupanjske rakete.

Povratak nam je dobro poznat. Sjetite se, na primjer, kako puca top. Prilikom ispaljivanja, projektil leti naprijed iz cijevi, dok se sam pištolj oštro kotrlja unatrag. Zašto? Da, sve iz istog razloga. Barut unutar cijevi pištolja, goreći, pretvara se u vruće plinove. Pokušavajući pobjeći, pritiskaju iznutra sve zidove, spremni raskomadati topovsku cijev. Oni guraju topničku granatu i, šireći se, također rade poput opruge - "bacaju pušku i granatu u različitim smjerovima." Samo je projektil lakši i može se baciti mnogo kilometara daleko. Puška je teža i može se samo malo vratiti unazad.

Uzmimo sada običnu malu raketu s barutom, koja se stotinama godina koristila za vatromet. Ovo je kartonska cijev, zatvorena s jedne strane. Unutra je barut. Ako ga zapalite, on gori, pretvarajući se u vruće plinove. Probivši se kroz otvoreni kraj cijevi, bacaju se natrag, a raketa naprijed. I tako je gurnu da poleti prema nebu.

Rakete s barutom postoje već dugo. Ali za velike svemirske rakete, pokazalo se da barut nije uvijek prikladan. Prije svega, barut uopće nije najjači eksploziv. Alkohol ili kerozin, na primjer, ako se fino poprskaju i pomiješaju s kapljicama tekućeg kisika, eksplodiraju snažnije od baruta. Takve tekućine imaju zajedničko ime - gorivo. A tekući kisik ili tekućine koje ga zamjenjuju, a koje sadrže puno kisika, nazivaju se oksidacijskim sredstvom. Gorivo i oksidans zajedno čine raketno gorivo.

Suvremeni raketni motor na tekuće gorivo, ili skraćeno LRE, vrlo je izdržljiva čelična komora za izgaranje u obliku boce. Njegov vrat sa zvonom je mlaznica. Gorivo i oksidans kontinuirano se ubrizgavaju u komoru kroz cijevi u velikim količinama. Dolazi do snažnog izgaranja. Plamen bjesni. Vrući plinovi izbijaju kroz mlaznicu nevjerojatnom snagom i glasnim urlanjem. Oslobodivši se, guraju kameru u suprotnom smjeru. Kamera je pričvršćena na raketu, a ispada da plinovi guraju raketu. Struja plina je usmjerena unatrag, pa raketa leti naprijed.

Moderna velika raketa izgleda ovako. Ispod, u repu, nalaze se motori, jedan ili više. Iznad, gotovo sav slobodni prostor zauzimaju spremnici goriva. Na vrhu, u glavi rakete, nalazi se ono za čim leti. Da mora "isporučiti na adresu". U svemirskim raketama to bi mogao biti nekakav satelit koji treba lansirati u orbitu ili svemirski brod s astronautima.

Sama raketa naziva se lansirno vozilo. A satelit ili brod je korisni teret.

Dakle, kao da smo našli izlaz iz začaranog kruga. Imamo raketu s raketnim motorom na tekućinu. Krećući se na reaktivan način, može "tiho" proći kroz gustu atmosferu, otići u svemir i tamo ubrzati do potrebne brzine.

Prva poteškoća s kojom su se susreli raketni znanstvenici bio je nedostatak goriva. Raketni motori su namjerno napravljeni da budu vrlo "proždrljivi" kako bi brže sagorijevali gorivo, proizvodili i vraćali što više plinova. Ali... raketa neće imati vremena postići ni pola potrebne brzine prije nego što nestane goriva u spremnicima. I to unatoč činjenici da smo doslovno cijelu unutrašnjost rakete napunili gorivom. Napraviti raketu veću da stane više goriva? Neće pomoći. Za ubrzavanje veće, teže rakete trebat će više goriva i neće biti nikakve koristi.

Tsiolkovsky je također predložio izlaz iz ove neugodne situacije. Savjetovao je izradu višestupanjskih raketa.

Uzimamo nekoliko raketa različitih veličina. Zovu se koraci - prvi, drugi, treći. Stavljamo jednu na drugu. Ispod je najveći. Manje za nju. Na vrhu je najmanji, s teretom u glavi. Ovo je trostupanjska raketa. Ali možda postoji više koraka.

Tijekom polijetanja, prvi, najsnažniji stupanj počinje ubrzavati. Nakon što je potrošio gorivo, odvaja se i pada natrag na Zemlju. Rukola se rješava viška kilograma. Druga faza počinje raditi, nastavljajući ubrzanje. Motori su mu manji, lakši i ekonomičnije troše gorivo. Po završetku svog rada odvaja se i druga faza, predajući palicu trećoj. Tome je već prilično lako. Ona završava ubrzanje.

Sve svemirske rakete su višestupanjske.

Sljedeće pitanje je koji je najbolji način da raketa ode u svemir? Možda, poput aviona, možemo uzletjeti betonskom stazom, poletjeti sa Zemlje i, postupno dobivajući visinu, dići se u bezzračni prostor?

Nije isplativo. Morat ćete predugo letjeti u zraku. Put kroz guste slojeve atmosfere treba što više skratiti. Stoga, kao što ste vjerojatno primijetili, sve svemirske rakete, bez obzira gdje kasnije lete, uvijek lete ravno prema gore. I samo u razrijeđenom zraku postupno se okreću u pravom smjeru. Ovakav način polijetanja je najekonomičniji u pogledu potrošnje goriva.

Višestupanjske rakete lansiraju teret u orbitu. Ali pod koju cijenu? Prosudite sami. Za izbacivanje jedne tone u nisku Zemljinu orbitu potrebno je sagorjeti nekoliko desetaka tona goriva! Za teret od 10 tona - stotine tona. Američka raketa Saturn 5, koja u nisku Zemljinu orbitu lansira 130 tona, sama je teška 3000 tona!

A možda je najpotresnije to što još uvijek ne znamo kako vratiti rakete-nosače na Zemlju. Nakon što su obavili posao, ubrzavajući teret, odvajaju se i... padaju. Razbiju se o tlo ili se utope u oceanu. Ne možemo ih upotrijebiti drugi put.

Zamislite da je putnički avion napravljen za samo jedan let. Nevjerojatan! Ali rakete, koje koštaju više od aviona, grade se samo za jedan let. Stoga je lansiranje svakog satelita ili svemirske letjelice u orbitu vrlo skupo.

Ali skrenuli smo.

Naš zadatak nije uvijek samo postaviti teret u kružnu orbitu blizu Zemlje. Puno češće se daje složeniji zadatak. Na primjer, isporuku tereta na Mjesec. I ponekad je vratite odande. U tom slučaju, nakon ulaska u kružnu orbitu, raketa mora izvesti mnogo više različitih "manevara". I svi zahtijevaju potrošnju goriva.

Dakle, razgovarajmo sada o ovim manevrima.

Avion leti nosom prema naprijed jer treba oštrim nosom rezati zrak. Ali raketa, nakon što je ušla u bezzračni prostor, nema što rezati. Ništa joj ne stoji na putu. I stoga, nakon isključivanja motora, raketa u svemiru može letjeti u bilo kojem položaju - i krmom naprijed i prevrćući se. Ako se tijekom takvog leta motor ponovno nakratko uključi, on će gurnuti raketu. I ovdje sve ovisi o tome gdje je nos rakete usmjeren. Ako je naprijed, motor će gurnuti raketu i ona će letjeti brže. Ako ide unatrag, motor će se zadržati, usporiti ga i on će letjeti sporije. Ako bi raketa bila okrenuta nosom u stranu, motor bi je gurnuo u stranu, a ona bi promijenila smjer leta bez promjene brzine.

Isti motor može sve s raketom. Ubrzaj, koči, skreni. Sve ovisi kako naciljamo ili usmjerimo raketu prije paljenja motora.

Na raketi, negdje u repu, nalaze se mali mlazni motori za kontrolu položaja. Usmjereni su mlaznicama u različitim smjerovima. Njihovim paljenjem i gašenjem možete gurati rep rakete gore-dolje, lijevo-desno i tako rotirati raketu. Usmjerite joj nos u bilo kojem smjeru.

Zamislimo da trebamo odletjeti na Mjesec i vratiti se. Koje manevre će to zahtijevati?

Prije svega, ulazimo u kružnu orbitu oko Zemlje. Ovdje se možete odmoriti ugašenim motorom. Ne potrošivši niti jedan gram dragocjenog goriva, raketa će "tiho" kružiti oko Zemlje sve dok mi ne odlučimo letjeti dalje.

Da biste došli do Mjeseca, morate se prebaciti s kružne orbite na vrlo izduženu eliptičnu.

Usmjeravamo nos rakete naprijed i uključujemo motor. Počinje nas rastjerivati. Čim brzina malo prijeđe 11 kilometara u sekundi, ugasite motor. Raketa je krenula u novu orbitu.

Mora se reći da je vrlo teško "pogoditi metu" u svemiru. Kad bi Zemlja i Mjesec stajali mirno, a svemirom se moglo letjeti pravocrtno, stvar bi bila jednostavna. Naciljajte - i letite, držeći metu cijelo vrijeme "na kursu", kao što to rade kapetani morskih brodova i piloti. Brzina ni tu nije bitna. Stići ćete na mjesto ranije ili kasnije, kakva je razlika? Svejedno, cilj, "odredišna luka", neće nikamo otići.

U svemiru nije tako. Doći sa Zemlje na Mjesec otprilike je isto kao brzo se okretati na ringišpilu i udariti pticu u letu loptom. Prosudite sami. Zemlja s koje polijećemo se okreće. Mjesec - naša "odredišna luka" - također ne miruje, leti oko Zemlje, svake sekunde prelijećući kilometar. Osim toga, naša raketa ne leti pravocrtno, već u eliptičnoj orbiti, postupno usporavajući svoje kretanje. Brzina mu je samo u početku bila veća od jedanaest kilometara u sekundi, a onda je zbog Zemljine teže počela opadati. A let traje dugo, nekoliko dana. A u isto vrijeme okolo nema nikakvih znamenitosti. Nema ceste. Nikakve karte nema i ne može biti, jer ne bi se imalo što staviti na kartu - nema ničega okolo. Jedno crnilo. Samo su zvijezde daleko, daleko. Oni su iznad nas i ispod nas, sa svih strana. A smjer našeg leta i njegovu brzinu moramo izračunati na način da na kraju puta stignemo na predviđeno mjesto u svemiru u isto vrijeme kad i Mjesec. Ako pogriješimo u brzini, zakasnit ćemo na “datum”, Mjesec nas neće čekati.

Da bi se stiglo do cilja, usprkos svim tim poteškoćama, postoje najsloženiji instrumenti na Zemlji i na raketi. Na Zemlji rade elektronička računala, rade stotine promatrača, računala, znanstvenika i inženjera.

I pored svega toga, usput još jednom ili dvaput provjerimo letimo li ispravno. Ako malo skrenemo, vršimo, kako kažu, korekciju putanje. Da bismo to učinili, usmjerimo raketu nosom u željenom smjeru i uključimo motor na nekoliko sekundi. Malo će pogurati raketu i korigirati joj let. I onda leti kako treba.

Približavanje Mjesecu također nije lako. Prvo, trebamo letjeti kao da namjeravamo "promašiti" Mjesec. Drugo, letite "prvom krmom". Čim raketa stigne do Mjeseca, nakratko uključimo motor. On nas usporava. Pod utjecajem Mjesečeve gravitacije okrećemo se u njegovom smjeru i počinjemo ga obilaziti po kružnoj orbiti. Ovdje se opet možete malo odmoriti. Zatim krećemo sa sadnjom. Ponovo usmjeravamo raketu “prvo krmom” i još jednom nakratko uključujemo motor. Brzina se smanjuje i počinjemo padati prema Mjesecu. Nedaleko od površine Mjeseca ponovno palimo motor. On počinje slamati naš pad. Moramo to izračunati na način da motor potpuno smanji brzinu i zaustavi nas neposredno prije slijetanja. Zatim ćemo se lagano, bez udara, spustiti na Mjesec.

Povratak s Mjeseca već teče na poznat način. Prvo, polijećemo u kružnu, mjesečevu orbitu. Zatim povećavamo brzinu i prelazimo na izduženu eliptičnu orbitu po kojoj idemo prema Zemlji. Ali slijetanje na Zemlju razlikuje se od slijetanja na Mjesec. Zemlja je okružena atmosferom, a otpor zraka se može koristiti za kočenje.

Međutim, nemoguće je srušiti se okomito u atmosferu. Ako je kočenje prenaglo, raketa će se zapaliti, izgorjeti i raspasti se na komade. Stoga ga ciljamo tako da nasumično uđe u atmosferu. U ovom slučaju ne tone tako brzo u guste slojeve atmosfere. Brzina nam se lagano smanjuje. Na visini od nekoliko kilometara otvara se padobran - i mi smo doma. Toliko manevara zahtijeva let na Mjesec.

Kako bi uštedjeli gorivo, dizajneri i ovdje koriste višestupanjsku tehnologiju. Na primjer, naše rakete, koje su lagano sletjele na Mjesec i potom donijele uzorke Mjesečevog tla, imale su pet stupnjeva. Tri - za polijetanje sa Zemlje i let na Mjesec. Četvrti je za slijetanje na Mjesec. I peti - za povratak na Zemlju.

Sve što smo do sada rekli bila je, da tako kažem, teorija. Sada krenimo u mentalni izlet na kozmodrom. Pogledajmo kako sve to izgleda u praksi.

Grade rakete u tvornicama. Gdje god je to moguće, koriste se najlakši i najizdržljiviji materijali. Kako bi raketu učinili lakšom, nastoje sve njezine mehanizme i svu opremu na njoj učiniti što “prenosivijom”. Raketa će biti lakša - možete ponijeti više goriva sa sobom, povećati nosivost.

Raketa se na kozmodrom dovozi u dijelovima. Montira se u velikoj zgradi za postavljanje i ispitivanje. Potom posebna dizalica - instalater - u ležećem položaju nosi raketu, praznu, bez goriva, do lansirne rampe. Tamo je podiže i postavlja u uspravan položaj. Raketa je sa svih strana okružena s četiri nosača lansirnog sustava kako ne bi pala od naleta vjetra. Zatim se do njega dovode servisne farme s balkonima, tako da se tehničari koji pripremaju raketu za lansiranje mogu približiti bilo kojem mjestu. Donosi se jarbol za punjenje gorivom sa crijevima kroz koje se gorivo ulijeva u raketu, te jarbol za užad s električnim kablovima za provjeru svih mehanizama i instrumenata rakete prije leta.

Svemirske rakete su ogromne. Naša prva svemirska raketa, Vostok, bila je visoka 38 metara, otprilike veličine deseterokatnice. A najveća američka šesterostupanjska raketa Saturn 5, koja je nosila američke astronaute na Mjesec, imala je visinu veću od sto metara. Njegov promjer u podnožju je 10 metara.

Kada je sve provjereno i punjenje gorivom završeno, uklanjaju se servisne rešetke, jarbol za punjenje gorivom i jarbol za užad.

I evo početka! Na signal iz zapovjednog mjesta, automatizacija počinje raditi. Opskrbljuje gorivom komore za izgaranje. Uključuje paljenje. Gorivo se zapali. Motori počinju brzo dobivati ​​snagu, stavljajući sve veći pritisak na raketu odozdo. Kad konačno dobiju punu snagu i podignu raketu, nosači se sklope unatrag, otpuste raketu i ona uz zaglušujuću riku, kao na vatrenom stupu, odleti u nebo.

Letom rakete upravlja se dijelom automatski, dijelom putem radija sa Zemlje. A ako raketa nosi svemirski brod s astronautima, onda oni sami mogu njime upravljati.

Za komunikaciju s raketom, radio stanice su smještene širom svijeta. Na kraju krajeva, raketa kruži oko planeta i možda će biti potrebno kontaktirati s njom baš kada je "s druge strane Zemlje".

Raketna tehnologija, unatoč svojoj mladosti, pokazuje nam čuda savršenstva. Rakete su letjele na Mjesec i vraćale se natrag. Preletjeli su stotine milijuna kilometara do Venere i Marsa i tamo izvršili meko slijetanje. Svemirske letjelice s posadom izvodile su složene manevre u svemiru. U svemir su raketama lansirane stotine raznih satelita.

Mnogo je poteškoća na putovima koji vode u svemir.

Za ljudsko putovanje, recimo, na Mars, bila bi nam potrebna raketa apsolutno nevjerojatnih, monstruoznih dimenzija. Još grandioznih oceanskih brodova teških desetaka tisuća tona! Nema se što ni razmišljati o izgradnji takve rakete.

U početku, kada letite do obližnjih planeta, pristajanje u svemiru može pomoći. Ogromni svemirski brodovi "na velike udaljenosti" mogu se graditi rastavljivi, od pojedinačnih karika. Koristeći relativno male rakete, lansirajte te veze u istu "skupnu" orbitu blizu Zemlje i tamo pristanite. Tako možete u svemiru sastaviti brod koji će dio po dio biti čak i veći od raketa koje su ga podigle u svemir. Tehnički je to moguće i danas.

No, pristajanje ne olakšava osvajanje svemira. Puno će više proizaći iz razvoja novih raketnih motora. Također reaktivan, ali manje proždrljiv od sadašnjih tekućih. Posjet planetima našeg sunčevog sustava naglo će krenuti naprijed nakon razvoja električnih i atomskih motora. No, doći će vrijeme kada će letovi do drugih zvijezda, do drugih sunčevih sustava postati potrebni, a onda će opet biti potrebna nova tehnologija. Možda će do tada znanstvenici i inženjeri moći izgraditi fotonske rakete. Uz “Fire Jet” imat će nevjerojatno snažan snop svjetlosti. Uz neznatnu potrošnju tvari, takve rakete mogu ubrzati do brzina od stotina tisuća kilometara u sekundi!

Svemirska tehnologija nikada neće prestati da se razvija. Osoba će sebi postavljati sve više i više novih ciljeva. Da bismo ih postigli, moramo smisliti sve naprednije rakete. I stvorivši ih, postavite još veličanstvenije ciljeve!

Mnogi od vas vjerojatno će se posvetiti osvajanju svemira. Sretno vam na ovom zanimljivom putu!

A znamo da se neka sila mora primijeniti da bi došlo do kretanja. Tijelo se mora ili samo odgurnuti od nečega, ili tijelo treće strane mora odgurnuti dato. To nam je dobro poznato i razumljivo iz životnog iskustva.

Od čega se odgurnuti u svemiru?

Na površini Zemlje možete se odgurnuti od površine ili od predmeta na njoj. Za kretanje po površini koriste noge, kotače, gusjenice i tako dalje. U vodi i zraku možete se odgurnuti od same vode i zraka, koji imaju određenu gustoću i stoga vam omogućuju interakciju s njima. Priroda je za tu svrhu prilagodila peraje i krila.

Čovjek je stvorio motore temeljene na propelerima, koji zbog rotacije znatno povećavaju površinu kontakta s okolinom i omogućuju im potiskivanje vode i zraka. Ali što je sa slučajem bezzračnog prostora? Od čega krenuti u svemiru? Tamo nema zraka, tamo nema ničega. Kako letjeti u svemir? Tu u pomoć priskače zakon održanja količine gibanja i princip reaktivnog pogona. Pogledajmo pobliže.

Impuls i princip mlaznog pogona

Moment je umnožak mase tijela i njegove brzine. Kada je tijelo nepomično, njegova brzina je nula. Međutim, tijelo ima određenu masu. U nedostatku vanjskih utjecaja, ako se dio mase odvoji od tijela određenom brzinom, tada, prema zakonu održanja količine gibanja, i ostatak tijela mora dobiti određenu brzinu tako da ukupna količina gibanja ostane jednaka nuli.

Štoviše, brzina preostalog glavnog dijela tijela ovisit će o brzini kojom se manji dio odvoji. Što je ta brzina veća, veća će biti i brzina glavnog tijela. To je razumljivo ako se prisjetimo ponašanja tijela na ledu ili u vodi.

Ako su dvije osobe u blizini, a onda jedna od njih gurne drugu, tada će mu ne samo dati ubrzanje, već će i letjeti natrag. I što jače nekoga gurne, brže će odletjeti.

Sigurno ste bili u sličnoj situaciji, a možete zamisliti kako se to događa. Tako, na tome se temelji mlazni pogon.

Rakete koje provode ovaj princip izbacuju dio svoje mase velikom brzinom, zbog čega same postižu određeno ubrzanje u suprotnom smjeru.

Struje vrućih plinova koje nastaju izgaranjem goriva izbacuju se kroz uske mlaznice kako bi im se postigla maksimalna brzina. Pritom se masa rakete smanjuje za iznos mase tih plinova i ona dobiva određenu brzinu. Tako se ostvaruje princip reaktivnog gibanja u fizici.

Princip leta rakete

Rakete koriste višestupanjski sustav. Tijekom leta, donji stupanj, nakon što je potrošio svu zalihu goriva, odvaja se od rakete kako bi se smanjila njezina ukupna masa i olakšao let.

Broj stupnjeva se smanjuje sve dok radni dio ne ostane u obliku satelita ili druge letjelice. Gorivo je proračunato tako da je dovoljno za ulazak u orbitu.

Kao što znate, raketa je i dalje najbrži transport na planeti Zemlji. Raketa ima neobičan motor, koji se naziva mlazni motor. Prije nego što raketa poleti, njeni ogromni spremnici se pune raketnim gorivom. Prilikom paljenja dolazi do paljenja goriva koje se sagorijevanjem pretvara u vrući plin. Ovaj plin izbija kroz mlaznicu (mlaznica je uski otvor na dnu rakete) velikom brzinom i snagom.

Snažan mlaz plina udara u jednom smjeru, a raketa, zbog odbijajućeg učinka, leti u suprotnom smjeru.

Sav teret nalazi se na samom vrhu ove višestupanjske rakete. Gornji dio prekriven je posebnom tekućom kapom, koja se naziva oplata glave. Svaki stupanj je neovisna raketa, sa spremnicima goriva unutra i motorima u repu.

U startu se uključuje onaj najniži i vrlo moćan, čija je odgovornost dignuti svu težinu kroz slojeve atmosfere. Kada gorivo u njoj potpuno izgori, automatski se odvaja donji stupanj kao nepotreban element i počinje raditi motor drugog stupnja, rakete. Raketa ubrzava sve brže i brže.

A kada završi u drugom srednjem stupnju, uključuje se motor najviše gornje rakete-nosača, a odvaja se i donji stupanj. Na kraju ubrzava do prve izlazne brzine i ulazi u zemljinu orbitu, gdje se već samostalno kreće.

Stepenice koje su otpale ne, jer se zbog trenja s atmosferom zagrijavaju do te mjere da potpuno izgore. Sama lansirna letjelica, svemirska letjelica, podijeljena je na dva dijela: modul za spuštanje i odjeljak za instrumente. Modul za spuštanje sadrži astronaute koji tamo rade, odmaraju se i spavaju.

A u odjeljku za instrumente nalazi se kočioni pogonski sustav, uz pomoć kojeg se brod vraća na tlo. Tu su i instrumenti s kojima astronauti provode istraživanja.

Raketa je sredstvo ljudskog prijevoza u zraku, u atmosferi. Avioni i druge leteće mašine također služe za letenje. Ali oni su jedno drugo...

Raketa je sredstvo za prijevoz čovjeka u zraku, u atmosferi.. Avioni i druge leteće mašine također služe za letenje. Ali međusobno se razlikuju. Raketa polijeće, avioni i vozila lete. Ali zakoni letenja su drugačiji. Raketa više liči na veliki projektil ispaljen u zrak. Raketa je dizajnirana za let u svemir. I polijeće zahvaljujući mlaznom potisku.

Kako se raketa kreće? Zbog mlaznog potiska.
Može li letjeti više od zraka? Može biti. Ona čak može letjeti u vakuumu. U svemiru nema zraka, ali raketa ipak leti. I još bolje nego u zraku.

Sustav letenja rakete radi prema Newtonovom zakonu. Plinovi u motoru se ubrzavaju, stvarajući potisak, koji stvara silu. Uz pomoć te sile raketa se kreće. Da biste se kretali, morate se od nečega odgurnuti. Kada automobil vozi ili osoba hoda, oni se odgurnu od površine zemlje i padnu natrag na nju. Rezultat je kretanje prema naprijed, jer djeluje Zemljina gravitacijska sila. Raketa se diže u svemir, ali ne pada natrag. Uz pomoć reaktivnih plinova, odbija se od Zemlje, ali se ne vraća natrag, prevladavajući vučnu silu. Vodena tijela djeluju otprilike na isti način: podmornica, lignja, morski pas plivaju.

Za polijetanje rakete koriste se različita goriva. Može biti tekuća ili čvrsta. Izgaranjem goriva raketa se diže u zrak. Nakon komore za izgaranje goriva nalaze se mlaznice. Iz njih izbija izgorjeli plin koji podiže raketu u svemir. Raketa koja se uzdiže može se usporediti s erupcijom vulkana. Kada odleti u zrak, možete primijetiti velike oblake dima, miris paljevine i vatru. Baš kao vulkan ili velika eksplozija.

Raketa se sastoji od nekoliko stupnjeva. Kako njegov let napreduje, ti se stupnjevi odvajaju. U samom svemiru, već puno lakše, leti svemirski brod koji je izbacio sav višak tereta, ono što je bila raketa.

Primjer odvajanja koraka

Valja napomenuti da avion ne može letjeti u svemir. Balon također. Od svih poznatih sredstava za putovanje zrakom, raketa je jedina koja se diže u svemir i može letjeti izvan planete Zemlje.

Ovo je zanimljivo: Raketa danas nije najpoznatija letjelica. Poznato je da su vimane nekada letjele u svemir. Princip leta podsjeća na let današnje rakete. Vrh rakete podsjeća na vimanu, ali je malo drugačijeg oblika.

Kako i zašto raketa polijeće

Da biste vidjeli kako raketa polijeće, morate pogledati posebne televizijske reportaže ili pronaći relevantne videozapise na internetu. Samo određene osobe uključene u ovaj proces mogu postati izravni svjedoci polijetanja i svojim očima s male udaljenosti vidjeti kuda se vozilo kreće, a moraju biti na području kozmodroma.

Kako se događa polijetanje?

Letjelica se ne može lansirati sama; da bi to učinila, mora primiti naredbu iz kontrolnog centra. Raketa je u okomitom položaju na svemirskoj luci, tada motori počinju ispuštati snažan zvuk. Najprije se ispod pojavi svijetli plamen impresivne veličine i čuje se sve veća rika. Zatim ova raketa poleti: prvo relativno malom brzinom, a zatim brže. Sa svakom sekundom odmicanja sve dalje od Zemlje, zvuk postaje sve jači.

Ubrzo se letjelica nalazi na visini koju ni civilni ni borbeni zrakoplovi ne mogu doseći. Na takvoj visini lete samo uređaji dizajnirani za rad u prostranstvima Svemira, koji se nalaze izvan granica atmosfere nebeskih tijela. Doslovno minutu kasnije vozilo za polijetanje nađe se u svemiru, odnosno u bezzračnom prostoru. Zatim nastavlja svoje putovanje ovisno o ruti koja je planirana na Zemlji. Ovim se uređajem, kao i do sada, upravlja sa zapovjednog mjesta.

Avionski motori

Zvuk koji raketa proizvodi prilikom polijetanja ukazuje na to da je opremljena mlaznim motorima. Motori se pokreću silom koja nastaje kao rezultat pojave snažnog mlaza vrućih plinova. Ovi plinovi nastaju u posebnoj komori kada gorivo izgara. Može se činiti nevjerojatnim da imaju sposobnost lakog lansiranja rakete teške nekoliko tona u svemirsku orbitu, dok se karakterističan zvuk čuje na prilično velikoj udaljenosti od mjesta lansiranja.

Pritom treba imati na umu da zrak sadržan u komorama bicikala ili automobila uspješno podnosi masu kako ljudi koji voze vozila na dva kotača i vozača automobila, tako i njihovih putnika i tereta. Stoga ne čudi da je iznimno vrući plin, koji golemom snagom izlazi iz mlaznice rakete, sposoban ju velikom brzinom gurnuti prema gore. Nakon gotovo svakog lansiranja rakete potrebno je popraviti lansirno mjesto izgrađeno od posebno izdržljivih materijala, jer rakete ne bi smjele polijetati s oštećene površine.

Newtonov treći zakon

Govorimo o zakonu, što znači o zakonu održanja količine gibanja. U početku, raketa, nepomična na lansirnoj rampi prije lansiranja, ima impuls jednak nuli. Nakon uključivanja motora zvuk se pojačava, pri izgaranju goriva stvaraju se plinoviti produkti visoke temperature koji velikom brzinom izlaze iz mlaznice zrakoplova. To rezultira stvaranjem vektora impulsa koji je usmjeren prema dolje.

Međutim, postoji zakon očuvanja količine gibanja, prema kojemu ukupna količina gibanja koju stekne vozilo za polijetanje u odnosu na lansirnu rampu i dalje mora biti nula. Ovdje se pojavljuje još jedan vektor impulsa, čije je djelovanje usmjereno na uravnoteženje proizvoda u odnosu na ispušne plinove. Pojavljuje se zbog činjenice da se svemirska letjelica, koja je mirno stajala, počinje kretati. Impuls prema gore jednak je težini proizvoda pomnoženoj s njegovom brzinom.

Ako su motori rakete dovoljno snažni, brzo se ubrzava. Ova brzina je dovoljna da svemirsku letjelicu postavi u nisku Zemljinu orbitu na relativno kratko vrijeme. Vozilo za polijetanje ima snagu koja izravno ovisi o gorivu koje se u njega puni. Tijekom sovjetskog razdoblja raketni motori radili su na zrakoplovni kerozin. Trenutno se koristi složenija kemijska smjesa koja sagorijevanjem oslobađa enormne količine energije.

Raketni motori koji ispuštaju plamen pokreću letjelicu u orbitu oko Zemlje. Druge rakete nose brodove izvan Sunčevog sustava.

U svakom slučaju, kada razmišljamo o raketama, zamišljamo svemirske letove. Ali rakete mogu letjeti i u vašoj sobi, primjerice tijekom proslave vašeg rođendana.

Običan balon može biti i raketa. Kako? Napušite balon i stisnite mu vrat kako bi spriječili izlazak zraka. Sada pustite loptu. Počet će letjeti po sobi potpuno nepredvidivo i nekontrolirano, tjeran silinom zraka koji iz njega bježi.

Evo još jedne jednostavne rakete. Postavimo top na vagon. Pošaljimo je natrag. Pretpostavimo da je trenje između tračnica i kotača vrlo malo i da će kočenje biti minimalno. Pucajmo iz topa. U trenutku pucnja, kolica se kreću naprijed. Ako počnete često pucati, kolica se neće zaustaviti, ali će ubrzati sa svakim hicem. Leteći unatrag iz topovske cijevi granate guraju kolica naprijed.

Sila koja se pritom stvara naziva se trzaj. To je ta sila koja pokreće bilo koju raketu, kako na zemlji tako iu svemiru. Koje god tvari ili objekti bili izbačeni iz pokretnog objekta, gurajući ga naprijed, imat ćemo uzorak raketnog motora.

Zanimljiv:

Zašto zvijezde ne padaju? Opis, fotografija i video

Raketa je puno prikladnija za let u bespuću nego u zemljinoj atmosferi. Da bi lansirali raketu u svemir, inženjeri moraju dizajnirati snažne raketne motore. Svoj dizajn temelje na univerzalnim zakonima svemira koje je otkrio veliki engleski znanstvenik Isaac Newton, koji je djelovao krajem 17. stoljeća. Newtonovi zakoni opisuju gravitaciju i ono što se događa fizičkim tijelima kada se kreću. Drugi i treći zakon pomažu da se jasno shvati što je raketa.

Gibanje rakete i Newtonovi zakoni

Newtonov drugi zakon povezuje silu tijela koje se kreće s njegovom masom i akceleracijom (promjenom brzine po jedinici vremena). Stoga, da bi se stvorila snažna raketa, njezin motor mora izbaciti velike mase izgorjelog goriva velikom brzinom. Treći Newtonov zakon kaže da je sila akcije jednaka sili reakcije i da je usmjerena u suprotnom smjeru. U slučaju rakete, sila djelovanja su vrući plinovi koji izlaze iz mlaznice rakete; protusila gura raketu naprijed.

Rakete koje lansiraju svemirske letjelice u orbitu koriste vruće plinove kao izvor energije. Ali ulogu plinova može igrati bilo što, to jest, od čvrstih tijela bačenih u svemir s krme do elementarnih čestica - protona, elektrona, fotona.

Što tjera raketu da leti?

Mnogi misle da se raketa kreće zato što zrak odbija plinove izbačene iz mlaznice. Ali to nije istina. To je sila koja izbacuje plin iz mlaznice koja gura raketu u svemir. Doista, raketi je lakše letjeti u svemiru, gdje nema zraka, i ništa ne ograničava let čestica plina koje raketa izbacuje, a što se te čestice brže šire, to raketa brže leti.