Гагарина на вас нет: как на самом деле устроен космический корабль - видео

За последние восемь десятилетий люди экспериментировали с несколькими разными конструкциями, чтобы вывести предметы на орбиту и запустить их все дальше в дальний космос. А поскольку революционные ракеты были недавно испытаны или вот-вот должны были отправиться в полет, важно понимать, как они работают. Принципы ракетной техники на самом деле кардинальные идеи в физике, но именно их применение требует большего размышления.

Прежде всего, объекты с массой, как правило, сопротивляются приведению в движение, но, придя в движение, они будут продолжать двигаться, пока нет трения или сопротивления, пишет IFLScience. Речь идет об инерции. А затем есть третий закон движения Ньютона: для каждого действия есть равное и противоположное противодействие. Вместе они создают теоретическую базу для любого запуска ракеты.

Как ракеты попадают в космос?

Чтобы подняться в воздух и отправиться в космос, вам нужно двигаться быстро. Если речь идет о пересечении линии Кармана на высоте 100 км и возвращении вниз, то вам следует стремиться к скорости около 3500 км/ч. Это около 1 км/сек.

Однако если ваша цель - попасть на орбиту и остаться там, вам нужно ускориться, иначе вы упадете обратно. Чтобы оставаться на орбите, нужно постоянно падать на Землю. Вы просто постоянно промахиваетесь мимо планеты. Скорость, необходимая, для того чтобы оставаться на низкой околоземной орбите, составляет 8 км/сек. А чтобы навсегда покинуть гравитационное поле Земли, нужно уезжать еще быстрее. По крайней мере, 11,2 км/сек. Это эквивалентно 40 000 км/ч.

Как ракеты взлетают?

Неважно, какой скорости вы хотите добиться, вам нужен объект, который может генерировать многие тяги. Она зависит от скорости выхлопных газов и массы выбрасываемого в секунду газа. В общих чертах это экзотермическая реакция, которая выделяет тепло и энергию. Это то, что питает клетки. Это то, что питает огонь. Это то, что питает обычные двигатели внутреннего сгорания. У вас есть топливо, у вас есть окислитель и источник возгорания.

Ракеты поднимаются очень высоко в атмосферу, где количество кислорода (окислителя для всех остальных систем с названиями) невелико. Поэтому ракеты обычно берут с собой собственные окислители. Жидкий кислород, как правило, является лучшим окислителем. Но топливо бывает разным. Ракета Falcon компании SpaceX использовала в качестве топлива керосин ракетного класса. Вместо этого Starship компании SpaceX использует метан. А Space Launch System (SLS) NASA и Ariane 6 готовящегося к запуску Европейского космического агентства используют в качестве топлива жидкий водород.

Недавнее объяснительное видео Европейского космического агентства (ESA) сравнивает поведение ракеты с поведением не завязанного воздушного шара. Указывая на главное отличие, воздушный шар не просто взлетает, а двигается по всему пространству. Видео проводит еще одну важную аналогию: балансировка ракеты - тонкой и высокой с тягой, выходящей снизу - похожа на балансировку карандаша на пальце. Вам нужно быть гибким.

Как управлять ракетой?

Гибкость достигается за счет наличия сопел двигателя, которые можно перемещать, а также других элементов конструкции, таких как стабилизаторы. Когда ракета начинает неконтролируемо опрокидываться, это обычно означает, что эти системы не работают, и ракета либо вот-вот разразится сама собой, либо будет взорвана наземным управлением.

Еще одна распространенная особенность ракет - ускорители. Они требуются не каждой конструкции ракеты, потому что не каждая ракета должна производить одинаковое количество тяги. Ускорители, такие как на SLS и Ariane 6, используют твердое топливо - топливо и окислитель объединены в горящий и горящий твердый блок. Нет никакого способа регулировать тягу, когда дело касается ускорителей, кроме как формировать поверхность, где происходит реакция.

Последняя отличительная черта ракет заключается в том, что они обычно строятся поэтапно. Возвращаясь к принципу инерции, чем больше у вас масса, тем больше тяги вам нужно, чтобы разогнать ее до нужной вам скорости. Но чем больше вам нужна тяга, тем больше топлива вам нужно заправить. Поэтому полезно избавиться от части ракеты, как только она изжила свое предназначение. Некоторые первые ступени многократны. В других случаях только капсула, несущая груз или экипаж, используется снова и снова.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить важные новости. Подписаться на канал в Viber можно здесь.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

• Так не честно: ракетный костюм пловца от NASA ставит под сомнение Олимпийские игры
• Дронам и ракетам - капец: на корабль ставят мощное микроволновое оружие
• В российских ракетах Циркон и Кинжал возможно используют технологию плазменного самолета из Китая
• Мужчина нашел ядерную ракету в гараже покойного соседа - фото