Danes se zdi vsaka izstrelitev rakete, ki je predstavljena v novicah, poznan del življenja. Zanimanje meščanov se praviloma pojavi le, ko gre za veličastne projekte raziskovanja vesolja ali se zgodijo resne nesreče. Ne tako dolgo nazaj, v začetku druge polovice prejšnjega stoletja, je vsaka raketa za nekaj časa zamrznila celotno državo, vsi so sledili uspehom in nesrečam. Bilo je tudi na začetku vesoljske dobe v ZDA in nato v vseh državah, kjer so sprožili lastne programe letov do zvezd. Prav uspehi in neuspehi tistih let so postavili temelje, na katerih je zrasla raketna znanost, s tem pa kozmodromi in vse bolj napredne naprave. Z eno besedo, raketa s svojo zgodovino, strukturnimi značilnostmi in statistiko je vredna pozornosti.
Osnovno na kratko
Nosilec je različica večstopenjske balistične rakete, katerenamen je izstreliti določen tovor v vesolje. Glede na nalogo izstreljenega vozila jo lahko raketa postavi v geocentrično orbito ali pospešuje, da zapusti zemeljsko gravitacijsko cono.
V veliki večini primerov se izstrelitev rakete zgodi iz njene navpične lege. Zelo redko se uporablja zračni izstrelitev, ko napravo najprej dostavi letalo ali druga podobna naprava na določeno višino in nato izstreli.
Večstopenjski
Eden od načinov za razvrščanje nosilnih vozil je glede na število stopenj, ki jih vsebujejo. Naprave, ki vključujejo samo eno takšno raven in so sposobne dostaviti tovor v vesolje, danes ostajajo le sanje oblikovalcev in inženirjev. Glavni lik v vesoljskih pristaniščih sveta je večstopenjski aparat. Pravzaprav gre za serijo povezanih raket, ki se med letom vklopijo zaporedoma in izklopijo po zaključku svoje misije.
Potreba po takšni zasnovi je v težavnosti premagovanja gravitacije. Raketa mora s površine dvigniti lastno težo, ki vključuje predvsem tone goriva in pogona ter težo tovora. V odstotkih je slednji le 1,5-2% izstrelitvene mase rakete. Odklop izrabljenih stopenj med letom olajša preostalim in naredi let učinkovitejši. Ta konstrukcija ima tudi slabo stran: predstavljaposebne zahteve za vesoljska pristanišča. Potrebna je cona brez ljudi, kjer bodo porabljene etape padle.
za večkratno uporabo
Jasno je, da s tem dizajnom ojačevalnika ni mogoče uporabiti več kot enkrat. Vendar pa znanstveniki nenehno delajo na ustvarjanju takšnih projektov. Raketa za večkratno uporabo danes ne obstaja zaradi potrebe po uporabi visokih tehnologij, ki ljudem še niso na voljo. Kljub temu obstaja implementiran program naprave za delno večkratno uporabo - to je ameriški Space Shuttle.
Opozoriti je treba, da je eden od razlogov, zakaj razvijalci poskušajo ustvariti raketo za večkratno uporabo, želja po znižanju stroškov izstrelitve vozil. Vendar pa Space Shuttle v tem smislu ni prinesel pričakovanih rezultatov.
Prva izstrelitev rakete
Če se vrnemo k zgodovini problematike, potem je pred pojavom dejanskih nosilnih raket prišlo do nastanka balističnih raket. Enega od njih, nemškega "V-2", so Američani uporabili za prve poskuse "sege" v vesolje. Še pred koncem vojne, v začetku leta 1944, je bilo izvedenih več vertikalnih izstrelitev. Raketa je dosegla višino 188 km.
Pomembnejši rezultati so bili doseženi pet let pozneje. Izstrelitev rakete je bila v ZDA, na poligonu White Sands. Sestavljena je bila iz dveh stopenj: raket V-2 in VAK-Kapral in je lahko dosegla višino 402 km.
Prvi ojačevalnik
Vendar leto 1957 velja za začetek vesoljske dobe. Nato je bila izstreljena prva prava nosilna raketa v vseh pogledih, sovjetski Sputnik. Izstrelitev je bila izvedena na kozmodromu Bajkonur. Raketa se je uspešno spopadla z nalogo - v orbito je izstrelila prvi umetni satelit Zemlje.
Izstrelitev rakete Sputnik in njene modifikacije Sputnik-3 je bila izvedena skupaj štirikrat, od tega trije uspešni. Nato je na podlagi te naprave nastala cela družina nosilnih vozil, ki jih odlikujejo povečane vrednosti moči in nekatere druge značilnosti.
Izstrelitev rakete v vesolje, narejena leta 1957, je bil v mnogih pogledih prelomni dogodek. Zaznamoval je začetek nove stopnje v človekovem raziskovanju okoliškega prostora, pravzaprav odprl vesoljsko dobo, opozoril na možnosti in omejitve takratne tehnologije ter dal ZSSR tudi opazno prednost pred Ameriko v vesoljski tekmi.
Moderni oder
Danes veljajo za najmočnejše nosilne rakete Proton-M, izdelane v Rusiji, ameriška Delta-IV Heavy in evropska Ariane-5. Izstrelitev rakete te vrste omogoča izstrelitev tovora, ki tehta do 25 ton, v nizko zemeljsko orbito na višini 200 km. Takšne naprave so sposobne prenesti približno 6-10 ton v geostacionarno orbito in 3-6 ton v geostacionarno orbito.
Vredno se je ustaviti pri nosilnih raketah Proton. Imel je pomembno vlogo pri sovjetskem in ruskem raziskovanju vesolja. Uporabljali so ga zaizvajanje različnih programov s posadko, tudi za pošiljanje modulov na orbitalno postajo Mir. Z njegovo pomočjo sta bili v vesolje dostavljeni Zarya in Zvezda, najpomembnejša bloka ISS. Kljub temu, da niso bile vse nedavne izstrelitve raket te vrste uspešne, Proton ostaja najbolj priljubljena nosilna raketa: letno se izvede približno 10-12 njegovih izstrelitev.
tuji kolegi
"Ariane-5" je analog "Protona". Ta nosilna raketa ima številne razlike od ruske, zlasti njeno izstrelitev je veliko dražje, vendar ima tudi veliko nosilnost. Ariane-5 je sposoben izstreliti dva satelita v geo-vmesno orbito hkrati. Prav izstrelitev vesoljske rakete te vrste je postala začetek misije slavne sonde Rosetta, ki je po desetih letih letenja postala satelit kometa Churyumov-Gerasimenko.
"Delta-IV" je svojo "kariero" začela leta 2002. Ena od njegovih modifikacij, Delta IV Heavy, je imela po letu 2012 največjo nosilnost med nosilnimi raketami na svetu.
Sestavine uspeha
Uspešno izstrelitev raket ne temelji le na idealnih tehničnih lastnostih aparata. Veliko je odvisno od izbire izhodišča. Lokacija vesoljskega pristanišča ima pomembno vlogo pri uspehu misije nosilne rakete.
Stroški energije za izstrelitev satelita v orbito se zmanjšajo, če njegov naklonski kot ustreza geografski širini območja, na katerem se izstrelitev izvede. Najpomembneje je upoštevati te parametre pri izstrelitvah vozil, dostavljenih v geostacionarno orbito. Popoln kraj za začetektakih raket je ekvator. Odstopanje na stopinjo od ekvatorja pomeni potrebo po povečanju hitrosti za 100 m/s več. Po tem parametru med več kot 20 vesoljskimi pristanišči na svetu najugodnejši položaj zasedajo evropski Kourou, ki se nahaja na zemljepisni širini 5º, brazilska Alcantara (2, 2º), pa tudi Sea Launch, plavajoče vesoljsko pristanišče ki lahko izstreli rakete neposredno z ekvatorja.
Smer je pomembna
Druga točka je povezana z vrtenjem planeta. Rakete, izstreljene z ekvatorja, takoj dobijo kar impresivno hitrost proti vzhodu, kar je povezano prav z vrtenjem Zemlje. V zvezi s tem so vse poti letenja praviloma položene v vzhodni smeri. Izrael v tem pogledu nima sreče. Na zahod mora poslati izstrelke in si še dodatno prizadevati, da bi premagal zemeljsko rotacijo, saj so na vzhodu države sovražne države.
Spusti polje
Kot smo že omenili, izrabljene raketne stopnje padejo na Zemljo, zato je treba v bližini kozmodroma postaviti ustrezno območje. Odlična možnost je ocean. Večina vesoljskih pristanišč in se zato nahaja na obali. Dober primer je Cape Canaveral in ameriško vesoljsko pristanišče, ki se nahaja tukaj.
ruske izstrelitve
Vesoljska pristanišča naše države so nastala v času hladne vojne in zato niso mogla biti locirana na Severnem Kavkazu ali na Daljnem vzhodu. Prvo testno mesto za izstrelitev raket je bilo Bajkonur, ki se nahaja v Kazahstanu. Potresna aktivnost je nizka, večino leta je lepo vreme. Morebitni padec raketnih elementov na azijske države pušča določen pečat na delu poligona. Na Baikonurju je treba pot leta skrbno razporediti, da izrabljene stopnje ne končajo v stanovanjskih območjih in rakete ne padejo v kitajski zračni prostor.
Kozmodrom Svobodny, ki se nahaja na Daljnem vzhodu, ima najuspešnejšo postavitev jesenskih polj: padajo na ocean. Drugo vesoljsko pristanišče, kjer lahko pogosto vidite izstrelitev raket, je Plesetsk. Nahaja se severno od vseh drugih podobnih lokacij na svetu in je idealno mesto za pošiljanje vozil v polarne orbite.
Statistika izstrelitve raket
Na splošno je od začetka stoletja aktivnost na vesoljskih pristaniščih sveta izrazito upadla. Če primerjamo dve vodilni državi v tej panogi, ZDA in Rusijo, potem prva letno proizvede bistveno manj izstrelitev kot druga. V obdobju od leta 2004 do vključno 2010 sta bili iz vesoljskih pristanišč Amerike izstreljeni 102 raketi, ki so uspešno opravile svojo nalogo. Poleg tega je bilo pet neuspešnih izstrelitev. Pri nas je bilo uspešno opravljenih 166 štartov, osem pa jih je končalo nesrečno.
Med neuspešnimi lansiranji naprav v Rusiji izstopajo nesreče Proton-M. Med letoma 2010 in 2014 so bile zaradi takšnih okvar izgubljene ne le nosilne rakete, ampak tudi več ruskih satelitov in ena tuja naprava. Podobna situacija z eno najmočnejših nosilnih vozil ni ostala neopažena: uradniki so bili odpuščeni,Vpleteni v nastanek teh napak, so se začeli razvijati projekti za posodobitev vesoljske industrije naše države.
Danes, tako kot pred 40-50 leti, ljudi še vedno zanima raziskovanje vesolja. Trenutno stopnjo odlikuje možnost polnopravnega mednarodnega sodelovanja, ki se uspešno izvaja v projektu ISS. Vendar pa številne točke zahtevajo izboljšanje, posodobitev ali revizijo. Rad bi verjel, da bo z uvajanjem novih znanj in tehnologij statistika lansiranja vedno bolj vesela.
