Danas se svako lansiranje rakete o kojem se govori u vijestima čini poznatim dijelom života. Interes mještana u pravilu se javlja samo kada su u pitanju grandiozni projekti istraživanja svemira ili se dogode ozbiljne nesreće. No, ne tako davno, početkom druge polovice prošlog stoljeća, od svakog lansiranja rakete cijela se zemlja nakratko zaledi, svi su pratili uspjehe i nesreće. Bilo je to i na početku svemirskog doba u Sjedinjenim Državama, a potom i u svim zemljama gdje su pokrenuli vlastite programe letova do zvijezda. Upravo su uspjesi i neuspjesi tih godina postavili temelje na kojima je izrasla raketna znanost, a s njom i kozmodromi i sve napredniji uređaji. Jednom riječju, raketa sa svojom poviješću, strukturnim značajkama i statistikom vrijedna je pažnje.
Osnovno ukratko
Nosilno vozilo je varijanta višestupanjske balističke rakete čijisvrha je lansiranje određenih tereta u svemir. Ovisno o misiji lansiranog vozila, raketa ga može staviti u geocentričnu orbitu ili dati ubrzanje da napusti Zemljinu gravitaciju.
U ogromnoj većini slučajeva, lansiranje rakete događa se iz njezina okomitog položaja. Vrlo rijetko se koristi tip zračnog lansiranja, kada se uređaj prvo isporuči zrakoplovom ili drugim sličnim uređajem na određenu visinu, a zatim se lansira.
Višestepeni
Jedan od načina klasifikacije lansirnih vozila je prema broju stupnjeva koje sadrže. Uređaji koji uključuju samo jednu takvu razinu i koji su sposobni isporučiti teret u svemir danas ostaju samo san dizajnera i inženjera. Glavni lik u svemirskim lukama svijeta je višestupanjski aparat. Zapravo, radi se o nizu povezanih projektila koji se pale u nizu tijekom leta i isključuju nakon završetka svoje misije.
Potreba za takvim dizajnom leži u teškoći prevladavanja gravitacije. Raketa mora podići vlastitu težinu s površine, što uključuje uglavnom tone goriva i pogona, kao i težinu korisnog tereta. U postocima, potonji je samo 1,5-2% lansirne mase rakete. Isključivanje istrošenih stupnjeva u letu olakšava ostalima i čini let učinkovitijim. Ova konstrukcija ima i lošu stranu: predstavljaposebni zahtjevi za svemirske luke. Potrebna je zona bez ljudi gdje će potrošene faze padati.
Za višekratnu upotrebu
Jasno je da se s ovim dizajnom pojačivač ne može koristiti više od jednom. Međutim, znanstvenici neprestano rade na stvaranju takvih projekata. Raketa za višekratnu upotrebu danas ne postoji zbog potrebe korištenja visokih tehnologija koje ljudima još nisu dostupne. Ipak, postoji implementiran program uređaja za djelomično višekratnu upotrebu - ovo je američki Space Shuttle.
Treba napomenuti da je jedan od razloga zašto programeri pokušavaju stvoriti raketu za višekratnu upotrebu želja za smanjenjem troškova lansiranja vozila. Međutim, Space Shuttle nije donio očekivane rezultate u tom smislu.
Prvo lansiranje rakete
Ako se vratimo na povijest problema, onda je pojavi stvarnih lansirnih vozila prethodilo stvaranje balističkih projektila. Jedan od njih, njemački "V-2", iskoristili su Amerikanci za prve pokušaje "dospijeća" u svemir. Još prije kraja rata, početkom 1944. godine, izvršeno je nekoliko vertikalnih lansiranja. Raketa je dostigla visinu od 188 km.
Pet godina kasnije postignuti su značajniji rezultati. Došlo je do lansiranja rakete u Sjedinjenim Državama, na poligonu White Sands. Sastojao se od dvije faze: rakete V-2 i VAK-Kapral i mogao je doseći visinu od 402 km.
Prvi booster
Međutim, 1957. se smatra početkom svemirskog doba. Tada je lansirano prvo pravo lansirno vozilo u svakom smislu, sovjetski Sputnjik. Lansiranje je obavljeno na kozmodromu Bajkonur. Raketa se uspješno nosila sa zadatkom - lansirala je prvi umjetni Zemljin satelit u orbitu.
Lansiranje rakete Sputnik i njene modifikacije Sputnjik-3 izvedeno je ukupno četiri puta, od kojih su tri bila uspješna. Zatim je na temelju ovog uređaja stvorena cijela obitelj lansirnih vozila, koje se razlikuju po povećanim vrijednostima snage i nekim drugim karakteristikama.
Lansiranje rakete u svemir, napravljeno 1957., bio je značajan događaj u mnogim aspektima. Označio je početak nove etape u ljudskom istraživanju okolnog svemira, zapravo otvorio svemirsko doba, ukazao na mogućnosti i ograničenja tehnologije tog vremena, a također je dao SSSR-u osjetnu prednost nad Amerikom u svemirskoj utrci.
Moderna pozornica
Danas se najmoćnijima smatraju lansirna vozila ruske proizvodnje Proton-M, američka Delta-IV Heavy i europska Ariane-5. Lansiranje rakete ovog tipa omogućuje lansiranje tereta težine do 25 tona u nisku orbitu Zemlje na visini od 200 km. Takvi uređaji mogu prenijeti otprilike 6-10 tona u geostacionarnu orbitu i 3-6 tona u geostacionarnu orbitu.
Vrijedi se zaustaviti kod lansirnih vozila Proton. Igrao je značajnu ulogu u sovjetskim i ruskim svemirskim istraživanjima. Koristilo se zaprovedbu raznih programa s posadom, uključujući i slanje modula na orbitalnu stanicu Mir. Uz njegovu pomoć, Zarya i Zvezda, najvažniji blokovi ISS-a, dopremljeni su u svemir. Unatoč činjenici da nisu sva nedavna lansiranja raketa ovog tipa bila uspješna, Proton je i dalje najpopularnije lansirno vozilo: otprilike 10-12 njegovih lansiranja se izvrši godišnje.
Strani kolege
"Ariane-5" je analog "Protona". Ovo lansirno vozilo ima niz razlika od ruskog, posebice, njegovo lansiranje je puno skuplje, ali ima i veliku nosivost. Ariane-5 je sposoban lansirati dva satelita u geo-srednju orbitu odjednom. Upravo je lansiranje svemirske rakete ovog tipa postalo početak misije poznate sonde Rosetta, koja je nakon deset godina leta postala satelit kometa Churyumov-Gerasimenko.
"Delta-IV" je svoju "karijeru" započela 2002. godine. Jedna od njegovih modifikacija, Delta IV Heavy, prema 2012., imala je najveću nosivost među lansirnim vozilima na svijetu.
Sastojci uspjeha
Uspješno lansiranje rakete ne temelji se samo na idealnim tehničkim karakteristikama aparata. Mnogo ovisi o izboru polazne točke. Položaj svemirske luke igra značajnu ulogu u uspjehu misije lansirnog vozila.
Troškovi energije za lansiranje satelita u orbitu smanjuju se ako njegov kut nagiba odgovara geografskoj širini područja u kojem se lansiranje izvodi. Najvažnije je uzeti u obzir ove parametre za lansiranje vozila koja se isporučuju u geostacionarnu orbitu. Savršeno mjesto za početaktakvih raketa je ekvator. Odstupanje po stupnju od ekvatora prevodi se u potrebu povećanja brzine za 100 m/s više. Prema ovom parametru, među više od 20 svemirskih luka u svijetu, najpovoljniju poziciju zauzima europski Kourou, koji se nalazi na zemljopisnoj širini od 5º, brazilska Alcantara (2, 2º), kao i Sea Launch, plutajuća svemirska luka koji mogu lansirati rakete izravno s ekvatora.
Smjer je važan
Još jedna točka povezana je s rotacijom planeta. Rakete lansirane s ekvatora odmah dobivaju prilično impresivnu brzinu prema istoku, što je povezano upravo s rotacijom Zemlje. S tim u vezi, sve staze leta u pravilu su položene u istočnom smjeru. Izrael u tom pogledu nema sreće. Mora poslati projektile na zapad, ulažući dodatne napore da prevlada Zemljinu rotaciju, budući da se na istoku zemlje nalaze neprijateljske države.
Ispusti polje
Kao što je već spomenuto, istrošeni raketni stupnjevi padaju na Zemlju, te stoga odgovarajuća zona treba biti smještena u blizini kozmodroma. Izvrsna opcija je ocean. Većina svemirskih luka i stoga se nalazi na obali. Dobar primjer je Cape Canaveral i američka svemirska luka koja se nalazi ovdje.
ruske lansirne lokacije
Svemirske luke naše zemlje nastale su tijekom Hladnog rata i stoga se nisu mogle nalaziti na Sjevernom Kavkazu ili Dalekom istoku. Prvo poligon za lansiranje projektila bio je Baikonur, smješten u Kazahstanu. Postoji niska seizmička aktivnost, lijepo vrijeme veći dio godine. Mogući pad raketnih elemenata na azijske zemlje ostavlja određeni pečat na rad poligona. Na Bajkonuru je potrebno pažljivo rasporediti putanju leta kako istrošene etape ne bi završile u stambenim područjima i da projektili ne bi pali u kineski zračni prostor.
Kozmodrom Svobodny, koji se nalazi na Dalekom istoku, ima najuspješnije postavljanje jesenskih polja: ona padaju na ocean. Još jedna svemirska luka u kojoj često možete vidjeti lansiranje rakete je Plesetsk. Nalazi se sjeverno od svih drugih sličnih lokacija na svijetu i idealno je mjesto za slanje vozila u polarne orbite.
Statistika lansiranja rakete
Općenito, od početka stoljeća aktivnost na svjetskim svemirskim lukama značajno je pala. Usporedimo li dvije vodeće zemlje u ovoj industriji, Sjedinjene Američke Države i Rusiju, onda prva proizvede znatno manje lansiranja godišnje od druge. U razdoblju od 2004. do zaključno 2010. godine iz američkih svemirskih luka lansirane su 102 rakete koje su uspješno izvršile svoj zadatak. Osim toga, bilo je pet neuspješnih lansiranja. U našoj zemlji uspješno je završeno 166 startova, a osam je završilo nesrećno.
Među neuspješnim lansiranjima uređaja u Rusiji ističu se nesreće Proton-M. Između 2010. i 2014., kao posljedica ovakvih kvarova, nisu izgubljene samo rakete-nosače, već i nekoliko ruskih satelita, kao i jedan strani uređaj. Slična situacija s jednim od najmoćnijih lansirnih vozila nije prošla nezapaženo: službenici su otpušteni,uključeni u pojavu ovih neuspjeha, počeli su se razvijati projekti za modernizaciju svemirske industrije naše zemlje.
Danas, kao i prije 40-50 godina, ljudi su još uvijek zainteresirani za istraživanje svemira. Sadašnju fazu odlikuje mogućnost punopravne međunarodne suradnje, koja se uspješno provodi u projektu ISS. Međutim, mnoge točke zahtijevaju doradu, modernizaciju ili reviziju. Želio bih vjerovati da će s uvođenjem novih znanja i tehnologija statistika lansiranja postati sve radosnija.
