Šiandien bet koks raketos paleidimas, apie kurį kalbama naujienose, atrodo kaip pažįstama gyvenimo dalis. Miestiečių susidomėjimas, kaip taisyklė, kyla tik tada, kai kalbama apie grandiozinius kosmoso tyrinėjimo projektus ar įvykus rimtoms avarijoms. Tačiau ne taip seniai, praėjusio amžiaus antrosios pusės pradžioje, kiekvienas raketos paleidimas trumpam priversdavo visą šalį sustingti, visi sekė sėkmes ir nelaimes. Tai taip pat buvo kosminio amžiaus pradžioje JAV, o vėliau visose šalyse, kur jie pradėjo savo skrydžių į žvaigždes programas. Būtent tų metų sėkmės ir nesėkmės padėjo pamatus, ant kurių augo raketų mokslas, o kartu ir kosmodromai bei vis pažangesni įrenginiai. Žodžiu, raketa su savo istorija, struktūriniais ypatumais ir statistika verta dėmesio.
Pagrindai trumpai
Nešančioji raketa yra daugiapakopės balistinės raketos variantas, kuriotikslas – paleisti tam tikrus krovinius į kosmosą. Priklausomai nuo paleistos transporto priemonės misijos, raketa gali iškelti ją į geocentrinę orbitą arba suteikti pagreitį, kad išvažiuotų iš Žemės gravitacijos zonos.
Daugeliu atvejų raketa paleidžiama iš vertikalios padėties. Labai retai naudojamas oro paleidimo tipas, kai įrenginys pirmą kartą orlaiviu ar kitu panašiu įrenginiu pristatomas į tam tikrą aukštį, o tada paleidžiamas.
Daugiapakopis
Vienas iš nešančiųjų raketų klasifikavimo būdų yra jose esančių etapų skaičius. Įrenginiai, kuriuose yra tik vienas toks lygis ir galintys nugabenti naudingą krovinį į kosmosą, šiandien lieka tik dizainerių ir inžinierių svajone. Pagrindinis veikėjas pasaulio kosmodromuose yra daugiapakopis aparatas. Tiesą sakant, tai yra keletas sujungtų raketų, kurios įjungiamos nuosekliai skrydžio metu ir atjungiamos baigus savo misiją.
Tokio dizaino poreikis kyla dėl sunkumų įveikti gravitaciją. Raketa turi pakelti savo svorį nuo paviršiaus, kurį sudaro daugiausia tonos degalų ir varomoji jėga, taip pat naudingosios apkrovos svoris. Vertinant procentais, pastaroji sudaro tik 1,5–2% raketos paleidimo masės. Atjungus praleistus skrydžio etapus, likusiems lengviau ir skrydis tampa efektyvesnis. Ši konstrukcija turi ir neigiamą pusę: ji pristatospecialūs reikalavimai kosmodroms. Reikalinga zona be žmonių, kur pateks praleisti etapai.
Pakartotinai naudojamas
Akivaizdu, kad naudojant tokią konstrukciją, stiprintuvas negali būti naudojamas daugiau nei vieną kartą. Tačiau mokslininkai nuolat dirba kurdami tokius projektus. Visiškai daugkartinio naudojimo raketa šiandien neegzistuoja, nes reikia naudoti aukštąsias technologijas, kurių žmonėms dar nėra. Nepaisant to, yra įdiegta iš dalies daugkartinio naudojimo įrenginio programa – tai Amerikos kosminis šaulys.
Reikia pažymėti, kad viena iš priežasčių, kodėl kūrėjai bando sukurti daugkartinio naudojimo raketą, yra noras sumažinti transporto priemonių paleidimo išlaidas. Tačiau „Space Shuttle“šia prasme nedavė laukiamų rezultatų.
Pirmasis raketos paleidimas
Jei grįšime į problemos istoriją, tada tikrosioms nešančioms raketoms buvo sukurtos balistinės raketos. Vieną iš jų, vokišką „V-2“, amerikiečiai panaudojo pirmiesiems bandymams „ištiesti ranką“į kosmosą. Dar nepasibaigus karui, 1944 metų pradžioje, buvo atlikti keli vertikalūs paleidimai. Raketa pasiekė 188 km aukštį.
Po penkerių metų buvo pasiekta reikšmingesnių rezultatų. JAV, White Sands bandymų poligone, buvo paleista raketa. Jį sudarė dvi pakopos: V-2 ir VAK-Kapral raketos ir galėjo pasiekti 402 km aukštį.
Pirmasis stiprintuvas
Tačiau 1957 m. laikomi kosminio amžiaus pradžia. Tada buvo paleista pirmoji tikroji visomis prasmėmis nešančia raketa – sovietų Sputnik. Paleidimas buvo atliktas Baikonūro kosmodrome. Raketa sėkmingai susidorojo su užduotimi – iškėlė į orbitą pirmąjį dirbtinį Žemės palydovą.
Raketos Sputnik ir jos modifikacijos Sputnik-3 paleidimas iš viso buvo atliktas keturis kartus, iš kurių trys buvo sėkmingi. Tada, remiantis šiuo įrenginiu, buvo sukurta visa nešančiųjų raketų šeima, išsiskirianti padidintomis galios vertėmis ir kai kuriomis kitomis savybėmis.
1957 m. raketos paleidimas į kosmosą daugeliu atžvilgių buvo svarbus įvykis. Tai reiškė naujo etapo pradžią žmogaus supančios erdvės tyrinėjime, faktiškai atvėrė kosminį amžių, atkreipė dėmesį į to meto technologijų galimybes ir apribojimus, taip pat suteikė SSRS pastebimą pranašumą prieš Ameriką kosminėse lenktynėse.
Šiuolaikinė scena
Šiandien galingiausiomis laikomos Rusijoje pagamintos nešančiosios raketos Proton-M, amerikietiška Delta-IV Heavy ir europietiška Ariane-5. Tokio tipo raketos paleidimas leidžia į žemąją Žemės orbitą 200 km aukštyje paleisti iki 25 tonų sveriantį naudingąjį krovinį. Tokie įrenginiai į geostacionarią orbitą gali nunešti maždaug 6–10 tonų, o į geostacionarią – 3–6 tonas.
Verta sustoti prie „Proton“raketų. Jis vaidino reikšmingą vaidmenį sovietų ir Rusijos kosmoso tyrinėjimuose. Jis buvo naudojamasįvairių pilotuojamų programų įgyvendinimas, įskaitant modulių siuntimą į orbitinę stotį Mir. Su jo pagalba į kosmosą buvo pristatyti svarbiausi TKS blokai „Zarya“ir „Zvezda“. Nepaisant to, kad ne visi pastarojo meto šio tipo raketų paleidimai buvo sėkmingi, „Proton“išlieka populiariausia raketa: kasmet paleidžiama maždaug 10–12 kartų.
Užsienio kolegos
„Ariane-5“yra „Proton“analogas. Ši raketa turi daug skirtumų nuo rusiškos, visų pirma, jos paleidimas yra daug brangesnis, tačiau jis taip pat turi didelę keliamąją galią. Ariane-5 gali vienu metu paleisti du palydovus į geo-tarpinę orbitą. Būtent tokio tipo kosminės raketos paleidimas tapo garsiojo Rosetta zondo, kuris po dešimties metų skrydžio tapo Churyumov-Gerasimenko kometos palydovu, misijos pradžia.
„Delta-IV“savo „karjerą“pradėjo 2002 m. Viena iš jos modifikacijų, Delta IV Heavy, pagal 2012 m., turėjo didžiausią naudingąją apkrovą tarp raketų nešančiųjų raketų pasaulyje.
Sėkmės ingredientai
Sėkmingas raketos paleidimas pagrįstas ne tik idealiomis techninėmis aparato savybėmis. Daug kas priklauso nuo atspirties taško pasirinkimo. Kosmodromo vieta vaidina svarbų vaidmenį nešančiosios raketos misijos sėkmei.
Palydovo paleidimo į orbitą energijos sąnaudos sumažėja, jei jo polinkio kampas atitinka vietovės, kurioje vykdomas paleidimas, geografinę platumą. Svarbiausia atsižvelgti į šiuos parametrus paleidžiant į geostacionarią orbitą pristatytas transporto priemones. Tobula vieta pradėtitokių raketų yra pusiaujas. Nuokrypis vienam laipsniui nuo pusiaujo reiškia, kad greitį reikia padidinti 100 m/s daugiau. Pagal šį parametrą tarp daugiau nei 20 pasaulio kosmodromų palankiausią poziciją užima Europos Kourou, esantis 5º platumoje, Brazilijos Alcantara (2, 2º), taip pat plaukiojantis kosmodromas Sea Launch. kuri gali paleisti raketas tiesiai iš pusiaujo.
Kryptis svarbu
Kitas taškas yra susijęs su planetos sukimu. Iš pusiaujo paleistos raketos iškart įgauna gana įspūdingą greitį rytų kryptimi, o tai susiję būtent su Žemės sukimu. Šiuo atžvilgiu visos skrydžio trasos, kaip taisyklė, yra išdėstytos rytų kryptimi. Izraeliui šiuo atžvilgiu nepasisekė. Jis turi siųsti raketas į vakarus, dėdamas papildomas pastangas, kad įveiktų žemės sukimąsi, nes šalies rytuose yra priešiškų valstybių.
Nuleiskite lauką
Kaip jau minėta, panaudotos raketų pakopos patenka į Žemę, todėl šalia kosmodromo turėtų būti įrengta tinkama zona. Puikus pasirinkimas yra vandenynas. Dauguma kosmodromų, todėl yra pakrantėje. Geras pavyzdys yra Kanaveralo kyšulys ir čia esantis Amerikos kosmodromas.
Rusijos paleidimo vietos
Mūsų šalies kosmodromai buvo sukurti Š altojo karo metais, todėl negalėjo būti Šiaurės Kaukaze ar Tolimuosiuose Rytuose. Pirmoji raketų paleidimo bandymų vieta buvo Baikonūras, esantis Kazachstane. Žemas seisminis aktyvumas, gerą orą beveik visus metus. Galimas raketų elementų kritimas ant Azijos šalių palieka tam tikrą pėdsaką bandymų poligono darbe. Baikonūre reikia kruopščiai išdėstyti skrydžio trajektoriją, kad praleisti etapai nepatektų į gyvenamuosius rajonus ir raketos nepatektų į Kinijos oro erdvę.
Svobodnyj kosmodrome, esančiame Tolimuosiuose Rytuose, rudens laukai yra sėkmingiausiai išdėstyti: jie patenka į vandenyną. Kitas kosmodromas, kuriame dažnai galima pamatyti raketos paleidimą, yra Pleseckas. Jis yra į šiaurę nuo visų kitų panašių vietų pasaulyje ir yra ideali vieta siųsti transporto priemones į poliarines orbitas.
Raketos paleidimo statistika
Apskritai, nuo šimtmečio pradžios aktyvumas pasaulio kosmodromuose pastebimai sumažėjo. Jei palygintume dvi pirmaujančias šios pramonės šalis – JAV ir Rusiją, tai pirmoji kasmet paleidžia žymiai mažiau nei antroji. Per laikotarpį nuo 2004 iki 2010 m. iš Amerikos kosmodromų buvo paleistos 102 raketos, kurios sėkmingai atliko savo užduotį. Be to, buvo penki nesėkmingi paleidimai. Mūsų šalyje sėkmingai baigti 166 startai, o aštuoni baigėsi avarija.
Iš nesėkmingų įrenginių paleidimų Rusijoje išsiskiria Proton-M avarijos. 2010–2014 metais dėl tokių gedimų buvo prarastos ne tik nešančiosios raketos, bet ir keli Rusijos palydovai, taip pat vienas svetimas įrenginys. Panaši situacija su viena galingiausių nešančiųjų raketų neliko nepastebėta: pareigūnai buvo atleisti,prisidėjo prie šių gedimų, buvo pradėti rengti projektai modernizuoti mūsų šalies kosmoso pramonę.
Šiandien, kaip ir prieš 40–50 metų, žmonės vis dar domisi kosmoso tyrinėjimais. Dabartinis etapas išsiskiria visaverčio tarptautinio bendradarbiavimo galimybe, kuri sėkmingai įgyvendinama TKS projekte. Tačiau daugelį punktų reikia patobulinti, modernizuoti ar peržiūrėti. Norėčiau tikėti, kad diegiant naujas žinias ir technologijas, paleidimo statistika taps vis džiugesnė.
