На uCrazy 14 лет 10 месяцев
Краткая история многоразовой ракетной техники
Запуск космического корабля – это по-настоящему завораживающее зрелище. Громадина, возвышающаяся на стартовой площадке, после обратного отсчета, который чем-то напоминает магический ритуал, взмывает вверх и через какое-то время исчезает в облаках или превращается в ярко светящуюся точку.
«Сатурн V», помощью которого запускали миссии «Аполлон», был высотой с небоскреб и весил 2,8 тысяч тонн. Обратно вернулась капсула массой меньше 5000 килограммов. Что произошло с остальными 99,8%? Около 85% приходилось на топливо и окислители. Все иное сгорело в атмосфере, до сих пор летает где-то в космосе или осталось на поверхности Луны. Это, как понятно, не очень эффективный способ исследовать Вселенную, поэтому инженеры пытаются создать ракеты, которые можно использовать повторно или вообще многократно.
Ракета – это устройство, которое выбрасывает массу в одном направлении, чтобы двигаться в противоположном. Эта технология была изобретена примерно в 1200 году нашей эры в Китае, но первые ракеты просто не могли быть многоразовыми.
В течение многих веков они предназначались лишь для того, чтобы взрываться на войне или устраивать красочные фейерверки. В 20 веке они стали одним из самых эффективных видов боевого оружия. Лишь после Второй мировой их начали рассматривать, как незаменимый научный инструмент, позволяющий исследовать как Землю, так и космическое пространство. Идея повторного их применения стала актуальной только в этот момент времени.
Самым простым способом добиться этой цели казалось создание одноступенчатого летательного аппарата, который должен был взлетать в космос, а затем возвращаться в целости и сохранности. Таковые можно увидеть в очень старых фантастических фильмах. Теоретически в этом нет ничего невозможного, но получить действующий образец так никому и не удалось. Этот феномен иногда называют «жестокостью уравнения Циолковского». Каждый грамм массы, который требуется отправить в космос, нуждается в топливе, а оно тоже что-то да весит. Для его подъема в том же направлении нужно дополнительное горючее, и так до бесконечности. Именно поэтому 85% массы «Сатурна V» приходилось на топливо и окислитель.
Выйти из этого тупика можно с помощью использования ступеней. Они представляют собой ничто иное как баки с топливом, и если сбрасывать их по мере опустошения, массу поднимающегося в космос груза можно уменьшить. Что, конечно же, облегчает дальнейший разгон. И вот здесь уже можно вести речь о повторном применении тех или иных узлов. Инженеры научились делать это и с разгонными ступенями ракет-носителей, и с полезной нагрузкой.
Во время Большой космической гонки 50-70-х годов прошлого века на этот аспект никто не обращал внимания, так как её участники, не считаясь с расходами, стремились закрепить за собой какой-нибудь рекорд или открытие. Все кардинально изменилось с появлением орбитальных станций.
Первым значимым успехом «многоразовых технологий» стали космические челноки. Они выводились на орбиту с помощью очень крупного топливного бака и ускорителей, которые отстреливались во время взлета. Шаттлы, как все мы прекрасно помним, представляли собой некое подобие обычных самолетов, которые приземлялись на ВПП после возвращения с орбиты.
Внешний топливный бак, имевший характерный оранжевый цвет, был одноразовым, так как восстановить его после падения с огромной высоты возможным не представлялось. Зато боковые ускорители спокойно опускались на парашютах в океан и могли использоваться повторно. Пять построенных шаттлов совершили в общей сложности 135 полетов, хотя два из них погибли вместе с экипажами, что, несомненно, является одной из самых черных страниц в истории космонавтики.
В дальнейшем, по мере появления новых технологий, интерес к многоразовым компонентам ракет только возрастал. В 1996 году фонд поддержки революционных инноваций «X Prize» пообещал премию в 10 миллионов долларов первой негосударственной группе исследователей, которой удастся дважды за две недели запустить корабль с экипажем на высоту более 100 километров. Уже в 2004 году приз был выплачен.
Конструкторы, получившие приз, представили на суд организаторов конкурса самолет, забиравшийся с помощью других самолетов и ракетного ускорителя на обозначенную высоту, после чего приземлявшийся на обычную взлетно-посадочную полосу.
Ричард Брэнсон и «Virgin Galactic» лицензировали данную технологию и построили космолеты, которые, как планируется, займутся обслуживанием туристов, желающих взглянуть на Землю с огромной высоты.
Компания «Blue Origin», принадлежащая Джеффу Безосу из «Amazon», преуспела в создании многоразовых ракет, способных подниматься на высоту более 100 километров и возвращаться на поверхность. Впрочем, практического применения для них пока не просматривается.
Вертикальные взлеты и посадки в этом высотном диапазоне не позволяют доставлять грузы на МКС или выводить на орбиту спутники. Это пока всего лишь что-то вроде циркового номера – захватывает дух, но что с этим чувством делать, непонятно.
Та же «SpaceX» разработала мощные ракеты, которые способны доставлять груз на низкую околоземную орбиту, что примерно на 400 километров выше. Это уже позволяет выполнять работу, обозначенную ранее, с МКС и спутниками.
Отработавшие разгонные ступени здесь автономно возвращаются на точку старта, хотя этот процесс на этапе разработки был отмечен несколькими впечатляющими авариями.
Летать в космос непросто, и ещё сложнее делать это экономно, используя одни и те же изделия многократно. Но если отладить соответствующие технологии, стоимость запусков можно значительно снизить. Что, естественно, позволит получить более серьезный результат при тех же финансовых вложениях.
Ракета – это устройство, которое выбрасывает массу в одном направлении, чтобы двигаться в противоположном. Эта технология была изобретена примерно в 1200 году нашей эры в Китае, но первые ракеты просто не могли быть многоразовыми.
В течение многих веков они предназначались лишь для того, чтобы взрываться на войне или устраивать красочные фейерверки. В 20 веке они стали одним из самых эффективных видов боевого оружия. Лишь после Второй мировой их начали рассматривать, как незаменимый научный инструмент, позволяющий исследовать как Землю, так и космическое пространство. Идея повторного их применения стала актуальной только в этот момент времени.
Самым простым способом добиться этой цели казалось создание одноступенчатого летательного аппарата, который должен был взлетать в космос, а затем возвращаться в целости и сохранности. Таковые можно увидеть в очень старых фантастических фильмах. Теоретически в этом нет ничего невозможного, но получить действующий образец так никому и не удалось. Этот феномен иногда называют «жестокостью уравнения Циолковского». Каждый грамм массы, который требуется отправить в космос, нуждается в топливе, а оно тоже что-то да весит. Для его подъема в том же направлении нужно дополнительное горючее, и так до бесконечности. Именно поэтому 85% массы «Сатурна V» приходилось на топливо и окислитель.
Выйти из этого тупика можно с помощью использования ступеней. Они представляют собой ничто иное как баки с топливом, и если сбрасывать их по мере опустошения, массу поднимающегося в космос груза можно уменьшить. Что, конечно же, облегчает дальнейший разгон. И вот здесь уже можно вести речь о повторном применении тех или иных узлов. Инженеры научились делать это и с разгонными ступенями ракет-носителей, и с полезной нагрузкой.
Во время Большой космической гонки 50-70-х годов прошлого века на этот аспект никто не обращал внимания, так как её участники, не считаясь с расходами, стремились закрепить за собой какой-нибудь рекорд или открытие. Все кардинально изменилось с появлением орбитальных станций.
Первым значимым успехом «многоразовых технологий» стали космические челноки. Они выводились на орбиту с помощью очень крупного топливного бака и ускорителей, которые отстреливались во время взлета. Шаттлы, как все мы прекрасно помним, представляли собой некое подобие обычных самолетов, которые приземлялись на ВПП после возвращения с орбиты.
Внешний топливный бак, имевший характерный оранжевый цвет, был одноразовым, так как восстановить его после падения с огромной высоты возможным не представлялось. Зато боковые ускорители спокойно опускались на парашютах в океан и могли использоваться повторно. Пять построенных шаттлов совершили в общей сложности 135 полетов, хотя два из них погибли вместе с экипажами, что, несомненно, является одной из самых черных страниц в истории космонавтики.
В дальнейшем, по мере появления новых технологий, интерес к многоразовым компонентам ракет только возрастал. В 1996 году фонд поддержки революционных инноваций «X Prize» пообещал премию в 10 миллионов долларов первой негосударственной группе исследователей, которой удастся дважды за две недели запустить корабль с экипажем на высоту более 100 километров. Уже в 2004 году приз был выплачен.
Конструкторы, получившие приз, представили на суд организаторов конкурса самолет, забиравшийся с помощью других самолетов и ракетного ускорителя на обозначенную высоту, после чего приземлявшийся на обычную взлетно-посадочную полосу.
Ричард Брэнсон и «Virgin Galactic» лицензировали данную технологию и построили космолеты, которые, как планируется, займутся обслуживанием туристов, желающих взглянуть на Землю с огромной высоты.
Компания «Blue Origin», принадлежащая Джеффу Безосу из «Amazon», преуспела в создании многоразовых ракет, способных подниматься на высоту более 100 километров и возвращаться на поверхность. Впрочем, практического применения для них пока не просматривается.
Вертикальные взлеты и посадки в этом высотном диапазоне не позволяют доставлять грузы на МКС или выводить на орбиту спутники. Это пока всего лишь что-то вроде циркового номера – захватывает дух, но что с этим чувством делать, непонятно.
Та же «SpaceX» разработала мощные ракеты, которые способны доставлять груз на низкую околоземную орбиту, что примерно на 400 километров выше. Это уже позволяет выполнять работу, обозначенную ранее, с МКС и спутниками.
Отработавшие разгонные ступени здесь автономно возвращаются на точку старта, хотя этот процесс на этапе разработки был отмечен несколькими впечатляющими авариями.
Летать в космос непросто, и ещё сложнее делать это экономно, используя одни и те же изделия многократно. Но если отладить соответствующие технологии, стоимость запусков можно значительно снизить. Что, естественно, позволит получить более серьезный результат при тех же финансовых вложениях.
Комментариев пока нет
