Mūsdienās jebkura raķešu palaišana, kas ir apskatīta ziņās, šķiet pazīstama dzīves sastāvdaļa. Iedzīvotāju interese, kā likums, rodas tikai tad, ja runa ir par grandioziem kosmosa izpētes projektiem vai notiek nopietni negadījumi. Tomēr ne tik sen, pagājušā gadsimta otrās puses sākumā, ar katru raķetes palaišanu visa valsts uz brīdi bija iesalusi, un visi sekoja viņu panākumiem un negadījumiem. Tas bija arī kosmosa laikmeta sākumā Amerikas Savienotajās Valstīs un pēc tam visās valstīs, kur viņi sāka savas programmas lidojumiem uz zvaigznēm. Tieši šo gadu veiksmes un neveiksmes lika pamatus, uz kuriem balstījās raķešu zinātne, un līdz ar to arī kosmodromi un aizvien sarežģītāki transporta līdzekļi. Vārdu sakot, raķete ar savu vēsturi, struktūras īpatnībām un statistiku ir uzmanības vērta.
Īsumā galvenais
Nesējraķete ir daudzpakāpju ballistiskās raķetes variants, kuras mērķis ir noteiktu kravu palaišana kosmosā. Atkarībā no palaistā transportlīdzekļa misijas raķete to var novietot ģeocentriskā orbītā vai dot paātrinājumu, lai izietu no Zemes gravitācijas zonas.
Lielākajā daļā gadījumu raķetes palaišana notiek no vertikālā stāvokļa. Ir ļoti reti izmantot gaisa palaišanas veidu, kad ierīci vispirms ar plakni vai citu līdzīgu ierīci piegādā noteiktā augstumā, un tad tā sākas.
Daudzpakāpju
Viens no nesējraķešu klasifikācijas veidiem ir to sastāvā iekļauto soļu skaits. Ierīces, kurās iekļauts tikai viens šāds līmenis un kuras vienlaikus spēj ienest kosmosā kravas, mūsdienās paliek tikai dizaineru un inženieru sapnis. Galvenais varonis pasaules kosmodromos ir daudzpakāpju ierīce. Faktiski tas attēlo vairākas savienotas raķetes, kuras lidojuma laikā ir savienotas virknē un pēc misijas pabeigšanas ir atvienotas.
Šāda dizaina nepieciešamība slēpjas grūtībās pārvarēt smagumu. Raķetei vajadzētu noraut no tās virsmas savu svaru, kurā galvenokārt ietilpst tonnas degvielas un vilces spēka, kā arī derīgās kravas svars. Procentuālā izteiksmē pēdējais ir tikai 1, 5–2% no raķetes sākuma masas. Lidojumā pavadīto posmu atvienošana atvieglo atlikušos posmus un padara lidojumu efektīvāku. Līdzīgam dizainam ir mīnuss: tas izvirza īpašas prasības kosmosa ostām. Nepieciešama zona, kurā nav cilvēku, kur kritīs izlietotie soļi.
Atkārtoti lietojams
Ir skaidrs, ka ar šo dizainu nesējraķeti nevar izmantot vairāk kā vienu reizi. Tomēr zinātnieki pastāvīgi strādā pie šādu projektu izveides. Pilnībā atkārtoti izmantojama raķete mūsdienās neeksistē, jo ir vajadzīgas augstas tehnoloģijas, līdz šim cilvēkiem nepieejamas. Neskatoties uz to, ir realizēta daļēji atkārtoti lietojama kosmosa kuģa programma - tas ir Amerikas kosmosa kuģis.
Jāatzīmē, ka viens no iemesliem, kāpēc izstrādātāji mēģina radīt atkārtoti lietojamu raķeti, ir vēlme samazināt transportlīdzekļu palaišanas izmaksas. Tomēr “Space Shuttle” šajā ziņā nesniedza gaidītos rezultātus.
Pirmā raķetes palaišana
Ja atgriezīsimies pie šī jautājuma vēstures, tad pirms tam, kad parādījās nesējraķetes, tika izveidotas ballistiskās raķetes. Vienu no tiem, vācu "V-2", amerikāņi izmantoja pirmajos mēģinājumos "sasniegt" kosmosā. Pat pirms kara beigām, 1944. gada sākumā, tika veiktas vairākas vertikālas palaišanas. Raķete sasniedza 188 km augstumu.
Nozīmīgāki rezultāti tika sasniegti pēc pieciem gadiem. ASV, Baltā Smilša mācību poligonā, notika raķešu palaišana. Tas sastāvēja no diviem posmiem: V-2 un VAK-Corporal raķetēm un spēja sasniegt 402 km augstumu.
Pirmais pastiprinātājs
Tomēr 1957. gads tiek uzskatīts par kosmosa laikmeta sākumu. Tad sāka darboties pirmais īstais nesējraķete visās prasmēs - padomju Sputnik. Palaišana tika veikta Baikonuras kosmodromā. Raķete veiksmīgi tika galā ar uzdevumu - tā orbītā palaida pirmo mākslīgo Zemes satelītu.
Raķete Sputnik un tās raķete Sputnik-3 kopumā tika palaistas četras reizes, no kurām trīs bija veiksmīgas. Pēc tam, pamatojoties uz šo ierīci, tika izveidota vesela nesējraķešu saime, kurai raksturīgas paaugstinātas jaudas vērtības un dažas citas īpašības.
Raķetes palaišana kosmosā, kas veikta 1957. gadā, daudzos aspektos bija nozīmīgs notikums. Tas iezīmēja jauna posma sākumu cilvēku apkārtnes attīstībā, faktiski atvēra kosmosa laikmetu, norādīja uz tā laika tehnoloģijas iespējām un ierobežojumiem, kā arī deva PSRS pamanāmas priekšrocības pār Ameriku kosmosa sacensībās.
Mūsdienu skatuve
Mūsdienās par jaudīgākajiem tiek uzskatīti Krievijas ražotnes Proton-M nesējraķetes, amerikāņu Delta-IV Heavy un Eiropas Arian-5. Šāda tipa raķetes palaišana dod iespēju tuvināt zemes orbītā, kas atrodas 200 km augstumā, kravas, kuras svars ir līdz 25 tonnām. Šādas ierīces spēj nogādāt apmēram 6-10 tonnas uz ģeo-starpposma orbītu un 3-6 tonnas uz ģeostacionāru orbītu.
Ir vērts apstāties pie Proton nesējraķetēm. Padomju un krievu kosmosa izpētē viņš spēlēja nozīmīgu lomu. Tas tika izmantots, lai īstenotu dažādas apkalpotas programmas, tostarp moduļu nosūtīšanai uz Mir orbitālo staciju. Ar viņa palīdzību svarīgākie ISS bloki “Dawn” un “Star” tika nogādāti kosmosā. Neskatoties uz to, ka ne visas nesenās šāda veida raķetes tika palaistas veiksmīgi, Protons joprojām ir vispopulārākais nesējraķete: katru gadu tiek veikts apmēram 10–12 palaišanas.
Ārzemju kolēģi
Arian-5 ir protona analogs. Šim pastiprinātājam ir vairākas atšķirības no krievu, jo īpaši tā palaišana ir daudz dārgāka, taču tam ir arī lielāka kravnesība. “Arian-5” spēj uzreiz iedarbināt divus satelītus ģeo-starpposma orbītā. Tieši šāda veida kosmisko raķešu palaišana bija sākums slavenās zondes Rosetta zondei, kas pēc desmit gadu lidojuma kļuva par komētas Čuryumova-Gerasimenko satelītu.
Delta IV savu “karjeru” uzsāka 2002. gadā. Saskaņā ar 2012. gada datiem vienai no tā modifikācijām Delta IV Heavy bija vislielākā krava starp nesējraķetēm pasaulē.
Veiksmes komponenti
Raķetes veiksmīga palaišana ir balstīta ne tikai uz ierīces ideālajiem tehniskajiem parametriem. Daudz kas ir atkarīgs no starta vietas izvēles. Kosmosa ostas atrašanās vietai ir nozīmīga loma uzsāktā transporta līdzekļa misijas panākumos.
Enerģijas patēriņš satelīta ievietošanai orbītā tiek samazināts, ja tā slīpuma leņķis atbilst tā reljefa ģeogrāfiskajam platumam, kurā notiek palaišana. Vissvarīgākais šo parametru apsvērums ir transportlīdzekļu palaišana uz ģeostacionāru orbītu. Ideāla vieta šādu raķešu palaišanai ir ekvators. Novirze par grādu no ekvatora rada vajadzību iestatīt ātrumu vēl par 100 m / s. Saskaņā ar šo parametru starp vairāk nekā 20 pasaules kosmodromiem vislabvēlīgāko pozīciju ieņem Eiropas Kourou, kas atrodas 5º platumā, Brazīlijas Alcantara (2, 2º), kā arī Sea Launch, peldošs kosmodroms, kuram ir iespējas pacelt raķetes tieši no ekvatora.
Svarīgi ir virziens
Vēl viens punkts, kas saistīts ar planētas rotāciju. Raķetes, kas sākas no ekvatora, uzreiz saņem iespaidīgu ātrumu austrumu virzienā, kas precīzi saistīts ar Zemes rotāciju. Šajā sakarā visi lidojuma maršruti, kā likums, ir noteikti austrumu virzienā. Izraēlai šajā ziņā nav veiksmes. Viņam ir jānosūta raķetes uz rietumiem, pieliekot papildu pūles, lai pārvarētu Zemes rotāciju, jo naidīgi stāvokļi atrodas valsts austrumos.
Kritiena lauks
Kā jau minēts, izlietotās raķešu stadijas nokrīt uz Zemes, un tāpēc blakus kosmodromā jāatrodas piemērotai zonai. Lielisks variants ir okeāns. Tāpēc lielākā daļa kosmodromu atrodas piekrastē. Labs piemērs ir Cape Canaveral un šeit esošais amerikāņu kosmosa osta.
Krievu palaišanas vietnes
Mūsu valsts kosmodromi tika izveidoti aukstā kara laikā, tāpēc tos nevarēja izvietot Ziemeļkaukāzā vai Tālajos Austrumos. Pirmais raķešu palaišanas izmēģinājumu laukums bija Baikonurs, kas atrodas Kazahstānā. Ir zema seismiskā aktivitāte, lieli laika apstākļi lielāko gada daļu. Iespējamais raķešu elementu krišana Āzijas valstīs atstāj zināmu iespaidu uz poligona darbību. Pie Baikonuras ir rūpīgi jānosaka lidojuma trajektorija, lai veiktie soļi nenokļūtu dzīvojamos rajonos un raķetes nenonāktu Ķīnas gaisa telpā.
Svobodnijas kosmodromā, kas atrodas Tālajos Austrumos, visveiksmīgākais ir kritiena lauku izvietojums: tie nokrīt uz okeāna. Vēl viena kosmosa osta, kurā bieži var redzēt raķetes palaišanu, ir Plesetska. Tas atrodas uz ziemeļiem no visām citām līdzīgām pasaules vietām un ir ideāla vieta, kur sūtīt transportlīdzekļus uz polārajām orbītām.
