Vandaag de dag lijkt elke raketlancering die in het nieuws is, een vertrouwd onderdeel van het leven. Belangstelling van de kant van de stedelingen ontstaat in de regel alleen als het gaat om grootse projecten voor ruimteverkenning of als er ernstige ongelukken gebeuren. Maar niet zo lang geleden, aan het begin van de tweede helft van de vorige eeuw, deed elke raketlancering het hele land voor een tijdje stilstaan, volgde iedereen successen en ongelukken. Het was ook aan het begin van het ruimtetijdperk in de Verenigde Staten en daarna in alle landen waar ze hun eigen programma's voor vluchten naar de sterren lanceerden. Het waren de successen en mislukkingen van die jaren die de basis legden waarop de raketwetenschap groeide, en daarmee de kosmodromen en steeds meer geavanceerde apparaten. Kortom, de raket met zijn geschiedenis, structurele kenmerken en statistieken verdient aandacht.
Basis in een notendop
Het lanceervoertuig is een variant van een meertraps ballistische raket waarvan dehet doel is om bepaalde ladingen de ruimte in te lanceren. Afhankelijk van de missie van het gelanceerde voertuig, kan de raket het in een geocentrische baan brengen of versnellen om de zwaartekrachtzone van de aarde te verlaten.
In de overgrote meerderheid van de gevallen vindt de lancering van een raket plaats vanuit zijn verticale positie. Zeer zelden wordt een luchtlanceringstype gebruikt, wanneer het apparaat eerst door een vliegtuig of ander soortgelijk apparaat tot een bepaalde hoogte wordt gebracht en vervolgens wordt gelanceerd.
Meertraps
Een manier om draagraketten te classificeren is op basis van het aantal fasen dat ze bevatten. Apparaten die slechts één zo'n niveau bevatten en in staat zijn om een nuttige lading de ruimte in te brengen, blijven tegenwoordig slechts een droom van ontwerpers en ingenieurs. De hoofdpersoon in de ruimtehavens van de wereld is een meertraps apparaat. In feite is het een reeks verbonden raketten die tijdens de vlucht achtereenvolgens worden ingeschakeld en na voltooiing van hun missie worden losgekoppeld.
De behoefte aan zo'n ontwerp ligt in de moeilijkheid om de zwaartekracht te overwinnen. De raket moet zijn eigen gewicht van het oppervlak tillen, dat voornamelijk tonnen brandstof en voortstuwing omvat, evenals het gewicht van de lading. In procenten is deze laatste slechts 1,5-2% van de lanceringsmassa van de raket. Het loskoppelen van verbruikte etappes tijdens de vlucht maakt het gemakkelijker voor de resterende etappes en maakt de vlucht efficiënter. Deze constructie heeft ook een keerzijde: het presenteertspeciale vereisten voor ruimtehavens. Er is een mensenvrije zone nodig waar de verbruikte etappes zullen vallen.
Herbruikbaar
Het is duidelijk dat met dit ontwerp de booster niet meer dan één keer kan worden gebruikt. Wetenschappers werken echter voortdurend aan het creëren van dergelijke projecten. Een volledig herbruikbare raket bestaat vandaag niet vanwege de noodzaak om geavanceerde technologieën te gebruiken die nog niet beschikbaar zijn voor mensen. Desalniettemin is er een geïmplementeerd programma van een gedeeltelijk herbruikbaar apparaat - dit is de Amerikaanse Space Shuttle.
Opgemerkt moet worden dat een van de redenen waarom ontwikkelaars proberen een herbruikbare raket te maken, de wens is om de kosten van het lanceren van voertuigen te verlagen. De Space Shuttle bracht in deze zin echter niet de verwachte resultaten.
Eerste raketlancering
Als we teruggaan naar de geschiedenis van het probleem, dan werd het verschijnen van de eigenlijke draagraketten voorafgegaan door de creatie van ballistische raketten. Een van hen, de Duitse "V-2", werd door de Amerikanen gebruikt voor de eerste pogingen om "uit te reiken" naar de ruimte. Nog voor het einde van de oorlog, begin 1944, werden er verschillende verticale lanceringen uitgevoerd. De raket bereikte een hoogte van 188 km.
Er werden vijf jaar later significantere resultaten behaald. Er was een raketlancering in de Verenigde Staten, op de testsite van White Sands. Het bestond uit twee fasen: V-2- en VAK-Kapral-raketten en kon een hoogte van 402 km bereiken.
Eerste booster
1957 wordt echter beschouwd als het begin van het ruimtetijdperk. Toen werd het eerste echte draagraket in alle opzichten gelanceerd, de Sovjet Spoetnik. De lancering vond plaats op de Baikonoer-kosmodrome. De raket kon de taak met succes aan - hij lanceerde de eerste kunstmatige aardesatelliet in een baan om de aarde.
De lancering van de Spoetnik-raket en zijn modificatie Sputnik-3 werd in totaal vier keer uitgevoerd, waarvan er drie succesvol waren. Vervolgens werd op basis van dit apparaat een hele familie lanceervoertuigen gemaakt, die zich onderscheiden door verhoogde vermogenswaarden en enkele andere kenmerken.
De lancering van een raket in de ruimte, gemaakt in 1957, was in veel opzichten een mijlpaal. Het markeerde het begin van een nieuwe fase in de menselijke verkenning van de omringende ruimte, opende feitelijk het ruimtetijdperk, wees op de mogelijkheden en beperkingen van de technologie van die tijd, en gaf de USSR ook een merkbaar voordeel ten opzichte van Amerika in de ruimtewedloop.
Modern podium
Vandaag de dag worden de Proton-M draagraketten van Russische makelij, de Amerikaanse Delta-IV Heavy en de Europese Ariane-5 als de krachtigste beschouwd. De lancering van een dergelijke raket maakt het mogelijk om een lading tot 25 ton in een lage baan om de aarde te lanceren op een hoogte van 200 km. Dergelijke apparaten kunnen ongeveer 6-10 ton vervoeren naar de geostationaire baan en 3-6 ton naar de geostationaire baan.
Het is de moeite waard om te stoppen bij de Proton-lanceervoertuigen. Hij speelde een belangrijke rol in de verkenning van de ruimte door de Sovjet-Unie en Rusland. Het werd gebruikt voorimplementatie van verschillende bemande programma's, onder meer voor het verzenden van modules naar het orbitaalstation Mir. Met zijn hulp werden Zarya en Zvezda, de belangrijkste blokken van het ISS, in de ruimte afgeleverd. Ondanks het feit dat niet alle recente lanceringen van raketten van dit type succesvol zijn geweest, blijft Proton het populairste lanceervoertuig: jaarlijks vinden ongeveer 10-12 lanceringen plaats.
Buitenlandse collega's
"Ariane-5" is een analoog van "Proton". Dit draagraket heeft een aantal verschillen met het Russische, met name de lancering is veel duurder, maar heeft ook een groot draagvermogen. Ariane-5 is in staat om twee satellieten tegelijk in een geo-intermediaire baan te lanceren. Het was de lancering van een ruimteraket van dit type die het begin werd van de missie van de beroemde Rosetta-sonde, die na tien jaar vliegen een satelliet werd van de komeet Churyumov-Gerasimenko.
"Delta-IV" begon zijn "carrière" in 2002. Een van de aanpassingen, Delta IV Heavy, had volgens 2012 het grootste laadvermogen onder draagraketten ter wereld.
Ingrediënten van succes
Succesvolle raketlancering is niet alleen gebaseerd op de ideale technische kenmerken van het apparaat. Veel hangt af van de keuze van het vertrekpunt. De locatie van de ruimtehaven speelt een belangrijke rol in het succes van de missie van het draagraket.
Energiekosten voor het lanceren van een satelliet in een baan om de aarde worden verlaagd als de hellingshoek overeenkomt met de geografische breedtegraad van het gebied waarin de lancering wordt uitgevoerd. Het belangrijkste is om rekening te houden met deze parameters voor het lanceren van voertuigen die in de geostationaire baan worden afgeleverd. De perfecte plek om te beginnenvan dergelijke raketten is de evenaar. Afwijking per graad van de evenaar verta alt zich in de noodzaak van een snelheidsverhoging van 100 m/s meer. Volgens deze parameter wordt van meer dan 20 ruimtehavens in de wereld de meest voordelige positie ingenomen door de Europese Kourou, gelegen op een breedtegraad van 5º, de Braziliaanse Alcantara (2, 2º), evenals Sea Launch, een drijvende ruimtehaven die raketten rechtstreeks vanaf de evenaar kan lanceren.
Richting is belangrijk
Een ander punt houdt verband met de rotatie van de planeet. Raketten die vanaf de evenaar worden gelanceerd, krijgen meteen een behoorlijk indrukwekkende snelheid richting het oosten, wat precies verband houdt met de rotatie van de aarde. In dit opzicht zijn alle vliegroutes in de regel in oostelijke richting aangelegd. Israël heeft wat dat betreft pech. Hij moet raketten naar het westen sturen en extra inspanningen leveren om de rotatie van de aarde te overwinnen, aangezien er vijandige staten in het oosten van het land zijn.
Drop veld
Zoals eerder vermeld, vallen verbruikte rakettrappen naar de aarde en daarom zou een geschikte zone in de buurt van de kosmodroom moeten worden geplaatst. Een geweldige optie is de oceaan. De meeste ruimtehavens en dus gelegen aan de kust. Een goed voorbeeld is Cape Canaveral en de Amerikaanse ruimtehaven die zich hier bevindt.
Russische lanceerlocaties
De ruimtehavens van ons land zijn ontstaan tijdens de Koude Oorlog en konden daarom niet in de Noord-Kaukasus of het Verre Oosten liggen. De eerste testlocatie voor het lanceren van raketten was Baikonoer, gelegen in Kazachstan. Er is weinig seismische activiteit, het grootste deel van het jaar goed weer. De mogelijke val van raketelementen op Aziatische landen laat een zekere indruk achter op het werk van de testlocatie. Bij Baikonoer moet de vliegroute zorgvuldig worden uitgestippeld, zodat de verbruikte etappes niet in woonwijken terechtkomen en raketten niet in het Chinese luchtruim vallen.
De Svobodny Cosmodrome, gelegen in het Verre Oosten, heeft de meest succesvolle plaatsing van valvelden: ze vallen op de oceaan. Een andere ruimtehaven waar je vaak een raketlancering kunt zien, is Plesetsk. Het ligt ten noorden van alle andere vergelijkbare locaties ter wereld en is een ideale plek om voertuigen in polaire banen te sturen.
Raketlanceringsstatistieken
Over het algemeen is de activiteit in de ruimtehavens van de wereld sinds het begin van de eeuw aanzienlijk gedaald. Als we de twee leidende landen in deze industrie, de Verenigde Staten en Rusland, vergelijken, dan produceert de eerste beduidend minder lanceringen per jaar dan de tweede. In de periode van 2004 tot en met 2010 werden 102 raketten gelanceerd vanuit de ruimtehavens van Amerika, die hun taak met succes volbrachten. Daarnaast waren er vijf mislukte lanceringen. In ons land werden 166 starts met succes voltooid en eindigden er acht in een ongeval.
Onder de mislukte lanceringen van apparaten in Rusland vallen de Proton-M-ongelukken op. Tussen 2010 en 2014 zijn als gevolg van dergelijke storingen niet alleen lanceervoertuigen verloren gegaan, maar ook verschillende Russische satellieten en één buitenlands apparaat. Een vergelijkbare situatie met een van de krachtigste draagraketten bleef niet onopgemerkt: ambtenaren werden ontslagen,betrokken bij het optreden van deze mislukkingen, begonnen projecten te worden ontwikkeld om de ruimtevaartindustrie van ons land te moderniseren.
Vandaag de dag, net als 40-50 jaar geleden, zijn mensen nog steeds geïnteresseerd in ruimteverkenning. De huidige fase onderscheidt zich door de mogelijkheid van volwaardige internationale samenwerking, die met succes wordt geïmplementeerd in het ISS-project. Veel punten vragen echter om verfijning, modernisering of herziening. Ik zou graag willen geloven dat met de introductie van nieuwe kennis en technologieën, lanceringsstatistieken steeds leuker zullen worden.
