Heute scheint jeder Raketenstart, über den in den Nachrichten berichtet wird, ein vertrauter Teil des Lebens zu sein. Das Interesse der Bewohner entsteht in der Regel nur bei grandiosen Weltraumforschungsprojekten oder bei schweren Unfällen. Vor nicht allzu langer Zeit, zu Beginn der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts, ließ jeder Raketenstart das ganze Land für eine Weile einfrieren, und alle verfolgten ihre Erfolge und Unfälle. Es war auch zu Beginn der Weltraumära in den Vereinigten Staaten und dann in allen Ländern, wo sie ihre eigenen Programme von Flügen zu den Sternen starteten. Es waren die Erfolge und Misserfolge jener Jahre, die den Grundstein für das Wachstum der Raketenwissenschaft und damit der Kosmodrome und der immer ausgefeilteren Fahrzeuge legten. Mit einem Wort, eine Rakete mit ihrer Geschichte, ihren strukturellen Merkmalen und ihrer Statistik verdient Aufmerksamkeit.
Die Hauptsache auf den Punkt gebracht
Die Trägerrakete ist eine Variante einer mehrstufigen ballistischen Rakete, deren Zweck es ist, bestimmte Ladungen in den Weltraum zu schießen. Abhängig von der Mission des abgefeuerten Fahrzeugs kann eine Rakete es in eine geozentrische Umlaufbahn bringen oder beschleunigen, um die Schwerkraftzone der Erde zu verlassen.
In den allermeisten Fällen erfolgt der Start einer Rakete aus ihrer vertikalen Position. Es ist sehr selten, einen Luftstart zu verwenden, wenn das Gerät zuerst von einem Flugzeug oder einem ähnlichen Gerät bis zu einer bestimmten Höhe geliefert wird und dann startet.
Mehrstufig
Eine Möglichkeit zur Klassifizierung von Trägerraketen besteht in der Anzahl der Schritte, die in ihrer Zusammensetzung enthalten sind. Geräte, die nur eine solche Ebene enthalten und gleichzeitig Nutzlast in den Weltraum liefern können, bleiben heute nur noch der Traum von Designern und Ingenieuren. Die Hauptfigur bei den Cosmodromen der Welt ist ein mehrstufiges Gerät. Tatsächlich handelt es sich um mehrere verbundene Raketen, die während des Fluges in Reihe geschaltet und nach Abschluss ihrer Mission getrennt werden.
Die Notwendigkeit eines solchen Entwurfs liegt in der Schwierigkeit, die Schwerkraft zu überwinden. Die Rakete sollte ihr eigenes Gewicht von der Oberfläche abreißen, das hauptsächlich Tonnen Treibstoff und Antrieb sowie das Gewicht der Nutzlast enthält. In Prozent ausgedrückt beträgt letzteres nur 1, 5-2% der Startmasse der Rakete. Das Trennen der verbrauchten Flugabschnitte erleichtert den verbleibenden Flugabschnitten und macht den Flug effizienter. Ein ähnliches Design hat einen Nachteil: Es stellt besondere Anforderungen an Raumhäfen. Es wird eine Zone benötigt, in der die verbrauchten Schritte fallen.
Wiederverwendbar
Es ist klar, dass bei dieser Konstruktion die Trägerrakete nicht mehr als einmal verwendet werden kann. Wissenschaftler arbeiten jedoch ständig an der Erstellung solcher Projekte. Eine vollständig wiederverwendbare Rakete gibt es heute nicht mehr, da Hochtechnologie erforderlich ist, die bisher für Menschen unzugänglich ist. Trotzdem gibt es ein realisiertes Programm eines teilweise wiederverwendbaren Raumfahrzeugs - dies ist das amerikanische Space Shuttle.
Es sollte beachtet werden, dass einer der Gründe, warum Entwickler versuchen, eine wiederverwendbare Rakete herzustellen, der Wunsch ist, die Kosten für das Starten von Fahrzeugen zu senken. Das „Space Shuttle“ brachte jedoch nicht die erwarteten Ergebnisse in diesem Sinne.
Erster Raketenstart
Wenn wir zur Geschichte des Problems zurückkehren, ging dem Erscheinen der eigentlichen Trägerraketen die Schaffung ballistischer Raketen voraus. Einer von ihnen, der deutsche "V-2", wurde von den Amerikanern für die ersten Versuche verwendet, in den Weltraum zu "greifen". Noch vor Kriegsende, zu Beginn des Jahres 1944, wurden mehrere vertikale Starts durchgeführt. Die Rakete erreichte eine Höhe von 188 km.
Nach fünf Jahren wurden signifikantere Ergebnisse erzielt. In den USA gab es einen Raketenstart auf dem White Sands-Trainingsgelände. Es bestand aus zwei Schritten: den Raketen V-2 und VAK-Corporal und konnte eine Höhe von 402 km erreichen.
Erster Booster
Das Jahr 1957 gilt jedoch als Beginn des Weltraumzeitalters. Dann startete die erste echte Trägerrakete in jeder Hinsicht, der sowjetische Sputnik. Der Start erfolgte im Kosmodrom Baikonur. Die Rakete hat die Aufgabe erfolgreich gemeistert - sie hat den ersten künstlichen Erdsatelliten in die Umlaufbahn gebracht.
Die Sputnik-Rakete und ihre Sputnik-3-Rakete wurden insgesamt viermal abgefeuert, drei davon waren erfolgreich. Auf der Basis dieses Geräts wurde dann eine ganze Familie von Trägerraketen geschaffen, die sich durch erhöhte Leistungswerte und einige andere Eigenschaften auszeichnen.
Der Start einer Rakete in den Weltraum aus dem Jahr 1957 war in vielerlei Hinsicht ein Meilenstein. Es war der Beginn einer neuen Etappe in der Entwicklung der menschlichen Umgebung, eröffnete tatsächlich das Weltraumzeitalter, wies auf die Möglichkeiten und Grenzen der damaligen Technologie hin und verschaffte der UdSSR im Weltraumrennen einen spürbaren Vorteil gegenüber Amerika.
Moderne Bühne
Heute gelten die Proton-M-Trägerraketen der russischen Produktion, der amerikanische Delta-IV Heavy und der europäische Arian-5, als die stärksten. Der Start einer Rakete dieses Typs ermöglicht es, in eine erdnahe Umlaufbahn zu gelangen, die auf einer Höhe von 200 km liegt und eine Nutzlast von bis zu 25 Tonnen hat. Solche Geräte können etwa 6 bis 10 Tonnen in die geo-intermediäre Umlaufbahn und 3 bis 6 Tonnen in die geostationäre Umlaufbahn befördern.
Es lohnt sich, auf den Proton-Trägerraketen anzuhalten. Bei der sowjetischen und russischen Weltraumforschung spielte er eine bedeutende Rolle. Es wurde verwendet, um verschiedene bemannte Programme zu implementieren, einschließlich zum Senden von Modulen an die Mir-Orbitalstation. Mit seiner Hilfe wurden „Dawn“ und „Star“, die wichtigsten ISS-Blöcke, ins All gebracht. Trotz der Tatsache, dass nicht alle jüngsten Starts von Raketen dieses Typs erfolgreich waren, bleibt Proton das beliebteste Startfahrzeug: Jährlich werden ca. 10-12 Starts durchgeführt.
Ausländische Kollegen
Arian-5 ist ein Analogon von Proton. Dieser Booster weist eine Reihe von Unterschieden zum russischen auf, insbesondere ist seine Einführung viel teurer, aber er hat auch eine größere Tragfähigkeit. "Arian-5" kann zwei Satelliten gleichzeitig in die geo-intermediäre Umlaufbahn bringen. Mit dem Start dieser Art von Weltraumrakete begann die Mission der berühmten Rosetta-Sonde, die nach zehn Jahren Flug zum Satelliten des Kometen Churyumov-Gerasimenko wurde.
Delta IV begann seine „Karriere“ im Jahr 2002. Eine seiner Modifikationen, Delta IV Heavy, hatte nach Angaben von 2012 die weltweit größte Nutzlast unter den Trägerraketen.
Komponenten des Erfolgs
Ein erfolgreicher Start einer Rakete basiert nicht nur auf den idealen technischen Eigenschaften des Geräts. Viel hängt von der Wahl des Startplatzes ab. Der Standort des Raumhafens spielt eine wichtige Rolle für den Erfolg der Mission des gestarteten Fahrzeugs.
Der Energieverbrauch, um einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, wird reduziert, wenn der Neigungswinkel dem geografischen Breitengrad des Geländes entspricht, in dem der Start stattfindet. Die wichtigste Überlegung dieser Parameter ist das Starten der Fahrzeuge, die in die geostationäre Umlaufbahn geliefert werden. Ein idealer Ort, um solche Raketen abzufeuern, ist der Äquator. Eine Abweichung um einen Grad vom Äquator führt dazu, dass die Geschwindigkeit um 100 m / s höher eingestellt werden muss. Nach diesem Parameter nehmen unter den mehr als 20 Cosmodromen der Welt das europäische Kourou auf einem Breitengrad von 5 °, das brasilianische Alcantara (2, 2 °) sowie Sea Launch, ein schwimmendes Cosmodrom, das Raketen direkt vom Äquator abfeuern kann, die günstigste Position ein.
Richtung ist wichtig
Ein weiterer Punkt, der mit der Rotation des Planeten verbunden ist. Die vom Äquator ausgehenden Raketen erhalten sofort eine beeindruckende Geschwindigkeit nach Osten, die genau mit der Erdrotation verbunden ist. In dieser Hinsicht sind in der Regel alle Flugwege nach Osten verlegt. Israel hat in dieser Hinsicht kein Glück. Er muss Raketen nach Westen schicken und zusätzliche Anstrengungen unternehmen, um die Erdrotation zu überwinden, da sich feindliche Staaten im Osten des Landes befinden.
Fallfeld
Wie bereits erwähnt, fallen die verbrauchten Raketenstufen auf die Erde, und daher sollte eine geeignete Zone neben dem Kosmodrom liegen. Eine gute Option ist der Ozean. Die meisten Cosmodrome befinden sich daher an der Küste. Ein gutes Beispiel ist Cape Canaveral und der amerikanische Raumhafen, der sich hier befindet.
Russische Startplätze
Die Kosmodrome unseres Landes wurden während des Kalten Krieges geschaffen und konnten daher weder im Nordkaukasus noch im Fernen Osten eingesetzt werden. Das erste Testgelände für den Abschuss von Raketen war Baikonur in Kasachstan. Es gibt wenig seismische Aktivität, gutes Wetter für den größten Teil des Jahres. Der mögliche Fall von Raketenelementen in asiatischen Ländern hinterlässt einen gewissen Einfluss auf den Betrieb der Deponie. In Baikonur muss die Flugbahn sorgfältig festgelegt werden, damit die Arbeitsschritte nicht in Wohngebieten landen und Raketen nicht in den chinesischen Luftraum gelangen.
Das Svobodny-Kosmodrom im Fernen Osten hat die erfolgreichste Platzierung von Fallfeldern: Sie fallen auf den Ozean. Ein weiterer Raumhafen, an dem Sie häufig den Start einer Rakete sehen können, ist Plesetsk. Es befindet sich nördlich aller anderen ähnlichen Orte der Welt und ist ein idealer Ort, um Fahrzeuge in polare Umlaufbahnen zu schicken.
