Днес всяко изстрелване на ракета, което е представено в новините, изглежда като позната част от живота. Интересът от страна на гражданите по правило възниква само когато става дума за грандиозни проекти за изследване на космоса или се случват сериозни аварии. Но не толкова отдавна, в началото на втората половина на миналия век, всеки изстрел на ракета караше цялата страна да замръзне за малко, всички следваха успехи и инциденти. Това беше и в началото на космическата ера в Съединените щати и след това във всички страни, където стартираха свои собствени програми за полети до звездите. Именно успехите и неуспехите от онези години положиха основата, върху която израсна ракетната наука, а с нея и космодрумите и все по-модерните устройства. С една дума, ракетата със своята история, структурни характеристики и статистика заслужава внимание.
Основно с две думи
Ракетата-носител е вариант на многостепенна балистична ракета, чиятоцелта е изстрелване на определени товари в космоса. В зависимост от мисията на изстреляното превозно средство, ракетата може да го постави в геоцентрична орбита или да даде ускорение, за да напусне земната гравитационна зона.
В преобладаващото мнозинство от случаите изстрелването на ракета става от нейното вертикално положение. Много рядко се използва тип въздушно изстрелване, когато устройството първо се доставя от самолет или друго подобно устройство до определена височина и след това се изстрелва.
Многоетапна
Един от начините за класифициране на ракетите-носители е по броя на степените, които съдържат. Устройствата, които включват само едно такова ниво и са способни да доставят полезен товар в космоса, днес остават само мечта на дизайнери и инженери. Главният герой на космодрумите на света е многостепенен апарат. Всъщност това е поредица от свързани ракети, които се включват последователно по време на полета и се изключват след приключване на мисията си.
Необходимостта от такъв дизайн се крие в трудността за преодоляване на гравитацията. Ракетата трябва да вдигне собственото си тегло от повърхността, което включва основно тонове гориво и задвижване, както и теглото на полезния товар. В процентно изражение, последното е само 1,5-2% от стартовата маса на ракетата. Прекъсването на изчерпаните етапи в полет улеснява останалите и прави полета по-ефективен. Тази конструкция има и недостатък: представяспециални изисквания за космодрумите. Необходима е зона без хора, където прекараните етапи ще паднат.
За многократна употреба
Ясно е, че с този дизайн бустерът не може да се използва повече от веднъж. Въпреки това учените непрекъснато работят върху създаването на подобни проекти. Ракета за многократна употреба днес не съществува поради необходимостта от използване на високи технологии, които все още не са достъпни за хората. Въпреки това има внедрена програма за частично използваемо устройство - това е американската космическа совалка.
Трябва да се отбележи, че една от причините, поради които разработчиците се опитват да създадат ракета за многократна употреба, е желанието да се намалят разходите за изстрелване на превозни средства. Космическата совалка обаче не донесе очакваните резултати в този смисъл.
Първо изстрелване на ракета
Ако се върнем към историята на въпроса, тогава появата на реалните ракети-носители е предшествана от създаването на балистични ракети. Един от тях, немският "V-2", е използван от американците за първите опити да "посегнат" към космоса. Още преди края на войната, в началото на 1944 г. са извършени няколко вертикални пуска. Ракетата достигна височина от 188 км.
По-значими резултати бяха постигнати пет години по-късно. Имаше изстрелване на ракета в Съединените щати, на полигона Уайт Сандс. Състои се от два етапа: ракети V-2 и VAK-Kapral и е в състояние да достигне височина от 402 км.
Първи бустер
Въпреки това, 1957 г. се счита за началото на космическата ера. Тогава беше изстреляна първата истинска ракета-носител във всеки смисъл - съветският спутник. Изстрелването беше направено на космодрума Байконур. Ракетата се справи успешно със задачата - изведе в орбита първия изкуствен спътник на Земята.
Изстрелването на ракетата Спутник и нейната модификация Спутник-3 беше извършено общо четири пъти, три от които бяха успешни. Тогава на базата на това устройство беше създадено цяло семейство ракети-носители, отличаващи се с повишени стойности на мощността и някои други характеристики.
Изстрелването на ракета в космоса, направено през 1957 г., беше знаково събитие в много отношения. Той постави началото на нов етап в човешкото изследване на околното пространство, всъщност отвори космическата ера, посочи възможностите и ограниченията на технологиите от онова време и също така даде на СССР забележимо предимство пред Америка в космическата надпревара.
Модерна сцена
Днес руските ракети носители Протон-М, американската Delta-IV Heavy и европейската Ariane-5 се считат за най-мощните. Изстрелването на ракета от този тип прави възможно изстрелването на полезен товар с тегло до 25 тона в ниска околоземна орбита на височина 200 км. Такива устройства са способни да пренасят приблизително 6-10 тона до геостационарната орбита и 3-6 тона до геостационарната орбита.
Заслужава си да се спрете на ракетите-носители Протон. Той изигра значителна роля в съветските и руските космически изследвания. Използвано е заизпълнение на различни пилотирани програми, включително за изпращане на модули до орбитална станция Мир. С негова помощ Заря и Звезда, най-важните блокове на МКС, бяха доставени в космоса. Въпреки факта, че не всички скорошни изстрелвания на ракети от този тип са били успешни, Proton остава най-популярната ракета-носител: приблизително 10-12 от изстрелванията му се извършват годишно.
Чуждестранни колеги
"Ariane-5" е аналог на "Proton". Тази ракета-носител има редица разлики от руската, по-специално нейното изстрелване е много по-скъпо, но също така има голяма товароносимост. Ariane-5 е в състояние да изстреля два спътника в гео-междинна орбита едновременно. Именно изстрелването на космическа ракета от този тип стана началото на мисията на известната сонда Rosetta, която след десет години полет се превърна в спътник на кометата Чурюмов-Герасименко.
"Делта-IV" започва своята "кариера" през 2002 г. Една от неговите модификации, Delta IV Heavy, според 2012 г., имаше най-големия полезен товар сред ракетите-носители в света.
Съставки за успех
Успешното изстрелване на ракета се основава не само на идеалните технически характеристики на апарата. Много зависи от избора на отправна точка. Местоположението на космодрума играе важна роля за успеха на мисията на ракетата-носител.
Разходите за енергия за извеждане на спътник в орбита се намаляват, ако ъгълът му на наклон съответства на географската ширина на района, в който се извършва изстрелването. Най-важното е да се вземат предвид тези параметри за изстрелващи апарати, доставени на геостационарната орбита. Идеалното място за началона такива ракети е екваторът. Отклонението на градус от екватора се изразява в необходимостта от увеличаване на скоростта със 100 m/s повече. Според този параметър сред повече от 20 космодрума в света най-изгодна позиция заема европейският Куру, разположен на географска ширина 5º, бразилският Alcantara (2, 2º), както и Sea Launch, плаващ космодрум който може да изстрелва ракети директно от екватора.
Посоката има значение
Друга точка е свързана с въртенето на планетата. Ракетите, изстреляни от екватора, веднага получават доста впечатляваща скорост на изток, което е свързано именно с въртенето на Земята. В тази връзка всички траектории на полета, като правило, се полагат в източна посока. Израел няма късмет в това отношение. Той трябва да изпрати ракети на запад, като полага допълнителни усилия, за да преодолее въртенето на Земята, тъй като на изток от страната има враждебни държави.
Поле за пускане
Както вече споменахме, отработените ракетни степени падат на Земята и следователно подходяща зона трябва да бъде разположена близо до космодрума. Страхотен вариант е океанът. Повечето от космодрумите и следователно се намират на брега. Добър пример е нос Канаверал и американският космодрум, разположен тук.
Руски стартови места
Космоспортовете на нашата страна са създадени по време на Студената война и следователно не могат да бъдат разположени в Северен Кавказ или Далечния изток. Първият полигон за изстрелване на ракети беше Байконур, намиращ се в Казахстан. Има ниска сеизмична активност, хубаво време през по-голямата част от годината. Евентуалното падане на ракетни елементи върху азиатските страни оставя определен отпечатък върху работата на полигона. В Байконур е необходимо внимателно да се очертае траекторията на полета, така че отработените етапи да не се озовават в жилищни райони и ракетите да не попадат във въздушното пространство на Китай.
Космодрумът Свободни, разположен в Далечния изток, има най-успешното разположение на есенните полета: те падат в океана. Друг космодрум, където често можете да видите изстрелване на ракета, е Плесецк. Намира се на север от всички други подобни обекти в света и е идеално място за изпращане на превозни средства в полярни орбити.
Статистика за изстрелване на ракета
Като цяло от началото на века активността на космодрумите по света е намаляла значително. Ако сравним двете водещи страни в тази индустрия, САЩ и Русия, тогава първата произвежда значително по-малко изстрелвания годишно от втората. В периода от 2004 до 2010 г. включително са изстреляни 102 ракети от космодрумите на Америка, които успешно изпълниха задачата си. Освен това имаше пет неуспешни изстрелвания. У нас успешно приключиха 166 старта, а осем завършиха с инцидент.
Сред неуспешните изстрелвания на устройства в Русия се открояват авариите на Протон-М. Между 2010 и 2014 г. в резултат на подобни аварии бяха загубени не само ракети-носители, но и няколко руски спътника, както и едно чуждо устройство. Подобна ситуация с една от най-мощните ракети-носители не остана незабелязана: служители бяха уволнени,въвлечени в възникването на тези провали, започнаха да се разработват проекти за модернизиране на космическата индустрия на нашата страна.
Днес, както преди 40-50 години, хората все още се интересуват от изследване на космоса. Настоящият етап се отличава с възможността за пълноценно международно сътрудничество, което се реализира успешно в проекта ISS. Много точки обаче изискват усъвършенстване, модернизиране или преразглеждане. Бих искал да вярвам, че с въвеждането на нови знания и технологии статистиката за стартиране ще става все по-радостна.
