Технологии суборбитального полета. Илья Мешалкин

Чтение книги онлайн.

      Суборбитальные полеты представляют собой уникальное сочетание физики, инженерии и технологий, которые позволяют нам исследовать границы атмосферы и космоса. В этой главе мы рассмотрим основные физические принципы, лежащие в основе суборбитальных полетов, а также ключевые технологии, которые делают эти миссии возможными. Понимание этих принципов и технологий является важным для дальнейшего развития аэрокосмической науки и коммерческих космических полетов.

      Гравитация – это сила, которая притягивает объекты друг к другу. На Земле эта сила определяет, как ракета будет подниматься в атмосферу и как она будет возвращаться обратно. Для того чтобы преодолеть гравитацию, ракета должна развить достаточную скорость, известную как скорость убегания. Для Земли эта скорость составляет примерно 11,2 километра в секунду. Однако для суборбитальных полетов, где ракета не достигает орбиты, требуется меньшая скорость. Обычно суборбитальные ракеты развивают скорость около 3–4 километров в секунду, что позволяет им достигать высоты более 100 километров, где начинается космос.

      Когда ракета поднимается в атмосферу, она сталкивается с атмосферным сопротивлением, которое замедляет ее движение. Это сопротивление зависит от скорости ракеты, плотности воздуха и формы ее корпуса. Инженеры проектируют ракеты с учетом этих факторов, чтобы минимизировать сопротивление и обеспечить эффективный подъем. Обычно ракетные двигатели работают в течение короткого времени, чтобы быстро преодолеть плотные слои атмосферы, где сопротивление наиболее сильно.

      Суборбитальные полеты предоставляют уникальную возможность для исследований в условиях микрогравитации. Когда ракета достигает высоты более 100 километров и начинает свободное падение, внутри капсулы создаются условия, близкие к нулевой гравитации. Это позволяет проводить научные эксперименты, которые невозможно осуществить на Земле, например, изучение поведения жидкостей, материалов и биологических процессов в условиях, когда гравитация не влияет на них.

      Ракетные двигатели являются основным компонентом суборбитальных полетов. Они работают на принципе действия третьего закона Ньютона: для того чтобы ракета двигалась вперед, она должна выбрасывать массу (обычно в виде газов) в противоположном направлении. Существуют различные типы ракетных двигателей, включая жидкостные и твердотопливные.

      Жидкостные ракетные двигатели используют жидкое топливо и окислитель, которые смешиваются и сгорают в камере сгорания. Это позволяет точно контролировать thrust и производить многоразовые двигатели, что делает их более эффективными для суборбитальных миссий.

      Твердотопливные ракетные двигатели используют заранее смешанные компоненты, которые сгорают, когда ракета запускается. Хотя они проще в конструкции и надежнее, их невозможно остановить или регулировать после запуска.

      Современные СКАЧАТЬ