Fapte interesante despre rachete
Experții ArianeGroup au răspuns la întrebările dvs. despre rachete. Puteți găsi toate celelalte subiecte lunare dintr-o privire în Întrebările noastre? Experții răspund!
Sursa: ArianeGroup GmbH
Particularitatea unei rachete constă în propulsia sa: spre deosebire de propulsia aeronavelor, funcționează și în vid. Turbinele aeronavei au nevoie de aer care este aspirat, comprimat și apoi expulzat după ce a fost încălzit pentru a genera împingerea necesară. În vidul spațiului, această acționare este, desigur, inutilă: nu există nimic în care turbinele să poată aspira. O rachetă trebuie să-și aducă tot combustibilul.
Rachetele pot fi, de asemenea, definite prin modul în care de fapt „merg înainte”: gazele de eșapament sunt cele care împing racheta înainte - spre deosebire de o mașină, pentru care sunt doar un deșeu. Isaac Newton a descris deja baza pentru aceasta: Pentru a accelera o masă la o viteză mare, este necesară o forță mare. Cu cât masa este mai grea și cu cât accelerația este mai rapidă, cu atât trebuie să fie mai mare această forță. Deci, motorul rachetă are nevoie și de o forță enormă pentru al împinge înainte - forța. Obține acest lucru din retragerea gazelor care scapă.
Scopul principal al numărătorului invers este de a alimenta etapa principală și - dacă este disponibilă - etapa superioară ESC-A cu oxigen lichid și hidrogen. În plus, toate sistemele importante sunt testate. Dacă numărătoarea inversă ajunge acum la „zero”, motorul scenei principale de pe Ariane 5 aprinde Vulcain, de exemplu. Când a atins forța maximă și a fost verificat de sistemul informatic, amplificatoarele de combustibil solid se aprind: racheta decolează.
Spre deosebire de avioane, trebuie să ne ocupăm de zborurile cu rachete cu viteze foarte mari și, prin urmare, cu o rezistență foarte mare, aproape insurmontabilă. De aceea, o rachetă decolează de obicei pe verticală, deoarece, în ciuda vitezei reduse în această fază de zbor, este important să depășim straturile mai dense ale atmosferei cât mai repede posibil. Cu cât racheta își arde mai repede combustibilul la lansare, cu atât devine mai ușoară și accelerează mai mult.
Acesta este motivul pentru care sunt folosite rachete de pas ca Ariane 5: Cu ele, pasul fără combustibil și, astfel, inutil este eliminat și următorul se aprinde. În acest fel, greutatea rachetei este redusă din ce în ce mai mult. În practică, totul arată astfel: Când numărătoarea inversă ajunge la „zero”, etapa principală este aprinsă. Șapte secunde mai târziu, motoarele de combustibil solid se aprind și racheta decolează. Acestea sunt sablate la aproximativ două minute și jumătate după start. La scurt timp după aceea, carența de încărcare utilă a lansatorului este, de asemenea, aruncată.
Când etapa superioară este aprinsă, etapa pirogenică principală este în cele din urmă suflată, lăsând doar etapa superioară a rachetei. Acum transportă sarcina utilă, de exemplu un satelit Galileo, către cariera sa.
Când vine vorba de combustibil, se face distincția între combustibilii solizi și lichizi. Propulsia solidă este cea mai veche formă de propulsie cu rachete. Atât combustibilul, cât și oxidantul lor sunt substanțe solide - încorporate într-o substanță purtătoare de plastic, din plastic. Combustibilii lichizi pot fi combustibili chirogeni, care nu pot fi depozitați (de exemplu, hidrogen lichid cu oxigen lichid, vor fi folosiți în viitorul Ariane 6) și, pe de altă parte, combustibili lichizi care pot fi depozitați (de exemplu, hidrazină cu tetroxid de azot, utilizată în Ariane 5 EPS).
În prezent lucrăm la combustibili care sunt nu numai eficienți și fiabili, ci și ecologici. Candidatul principal pentru aceasta este metanul. O combinație de metan și LOX urmează să fie utilizată în motorul Prometheus, pe care ArianeGroup îl dezvoltă în prezent.
După cum sa descris deja mai sus cu funcția rachetei, nu întreaga rachetă ajunge în spațiu. Liceul are însă cea mai lungă călătorie și va lăsa în cele din urmă satelitul pe orbita sa. Celelalte componente, cum ar fi amplificatoarele sau scena principală, sunt distruse în drum spre spațiu.
De la stadiile de rachete arse, sateliții rupți la resturi pentru a picta particule: orbitele din jurul pământului sunt pline de gunoi spațial. „Deșeurile” se mișcă pe orbite cu viteză mare și sunt foarte periculoase pentru rachete: la câteva mii de kilometri pe oră, chiar și o bucată de aluminiu cu un diametru de doar un centimetru devine un proiectil distructiv. Când aceste resturi lovesc o rachetă, se întâmplă același lucru ca și când o mașină de rază medie conduce în rachetă cu 50 km/h.
Un alt pericol întâlnit în spațiu este radiația cosmică, cunoscută în mod obișnuit ca „radiație spațială”. Nu îl vedeți, nu îl simțiți și totuși poate fi periculos pentru „creierul” rachetei: circuitele și cipurile de computer sunt deosebit de sensibile la dușurile de particule. Aceasta este o radiație de particule cu energie ridicată: aceasta se schimbă până când ajunge la suprafața pământului, deoarece în atmosfera ridicată suferă numeroase reacții cu moleculele de gaz și alte particule. Atmosfera funcționează ca un scut imens de protecție, dar cu cât ne îndepărtăm mai mult de suprafața pământului, cu atât mai multe particule energetice din spațiu ne lovesc corpurile.
Deci, este cu siguranță o problemă pentru rachete: dacă particulele ajung în locul nepotrivit la un moment nepotrivit, ele pot produce un semnal fals, care poate avea consecințe grave în partea crucială a secvenței programului, de exemplu, sistemul se prăbușește. Cu toate acestea, componentele electrice importante ale unei rachete sunt „Lottchen dublu”, astfel încât să fie asigurată o înlocuire în cazul unei defecțiuni. Mai mult, se protejează „creierul” protejând bine dispozitivele electrice de radiații.
Din fericire, pericolele pe care le întâmpină o rachetă în spațiu sunt foarte mici: Deoarece racheta rămâne operațională doar în spațiu pentru o perioadă relativ scurtă de timp, riscul este neglijabil.
Cu toate acestea, acest lucru nu se aplică oamenilor, ceea ce ar putea fi o problemă în special pentru astronauți.
Ca parte a unui studiu realizat de NASA asupra efectelor razelor cosmice, au fost investigate efectele acestei radiații de mare energie asupra șoarecilor. Experimentul a arătat că intensitatea radiației, cum ar fi cea care ar putea apărea într-o misiune de mai mulți ani pe Marte, ar putea duce la scăderea performanței, deficite de memorie și pierderea conștienței.
Majoritatea unei rachete nu ajunge în spațiu, dar cade înapoi pe pământ sau în mare: Booster, scena principală și carenaj nu devin nedorite în spațiu. Nivelul superior, pe de altă parte, se mută în ceea ce este cunoscut sub numele de orbită de cimitir după separarea de satelit: 3.000 de kilometri deasupra orbitei satelitului nu mai este o problemă.
Pentru ca orbitele pământului să poată fi folosite în viitor, legea spațială franceză se aplică tuturor rachetelor europene ale viitorului, cum ar fi Ariane 6: stipulează că nicio parte a rachetei nu poate rămâne în spațiu după o misiune. În acest fel, producția de gunoi spațial este în mod activ limitată.
Cel mai mare obstacol în călătoriile spațiale este în continuare gravitația. Mai presus de toate, depășirea acestora este încă foarte costisitoare: sarcina actuală este de a reduce costurile de transport în spațiu. Pentru Guvernul Federal, beneficiul specific pentru oameni este centrul politicii sale spațiale: tehnologiile spațiale ar trebui să ofere în continuare răspunsuri la provocări precum securitatea, protecția climei și comunicarea. Orientările Republicii Federale Germania sunt un accent clar pe beneficii și nevoi, principiul durabilității și cooperarea internațională intensivă, mai presus de toate cooperarea europeană.
ArianeGroup este un jucător important aici: garantăm viitorul accesului la spațiu. Cu Ariane 6 asigurăm viitorul cu acces ieftin și, mai presus de toate, independent la spațiu pentru Europa. Ariane 6 va începe în 2020 la jumătate din costul Ariane 5 și cu aceeași fiabilitate.
Unde se îndreaptă călătoriile spațiale? În primul rând, despre adaptabilitate: Scopul este de a dezvolta vehicule de lansare care să fie adaptate nevoilor de încărcare utilă. O mare varietate de misiuni de transport pot fi realizate eficient.
Accentul se pune, de asemenea, pe dezvoltarea de noi tehnici și materiale de fabricație. ArianeGroup lucrează la dezvoltarea tehnologiilor reciclabile, adică reutilizabile. Un subiect major aici este ALM, de exemplu: Procesul de imprimare 3D revoluționează proiectarea și fabricarea componentelor structurale.
Problema unei călătorii pe Marte se bazează mai puțin pe distanța sa, dar se datorează în principal transportului scump pe orbită. Odată cu dezvoltarea unei rute mai rentabile în spațiu, deschidem simultan oportunități pentru excursii pe Lună și Marte.
De ce vrem chiar să călătorim pe Lună și pe Marte? Setea umană de cunoaștere, curiozitate este cea care conduce cercetarea călătoriilor către Lună și Marte: înțelegerea sistemului solar și locul nostru în el, permițând clarificarea.
Provocările actuale, precum deficitul de resurse, de exemplu energia, fac de asemenea necesară cercetarea surselor alternative. Călătoria în spațiu poate oferi transferuri valoroase pentru viața pe pământ și poate îmbunătăți calitatea vieții noastre.
Nu este posibilă mai multe călătorii spațiale într-un singur loc: Bremen, mai presus de toate, își face multitudinea de discipline speciale. De la călătoriile spațiale astronautice la Airbus Defense & Space până la cercetarea de bază în turnul de cădere până la dezvoltarea satelitului pentru sistemul european de navigație Galileo la OHB Bremen, toate zonele de călătorie spațială sunt combinate într-un spațiu foarte mic. Aceasta include și Ariane: de 39 de ani, de la primul zbor al Ariane, Bremen a dezvoltat și construit etape ale lansatorului, iar etapa superioară a fost cea mai importantă parte a rachetei de mai bine de 20 de ani. ArianeGroup Bremen dezvoltă o componentă esențială a Ariane: fără stadiul superior, sateliții nu pot fi livrați pe orbită.
De îndată ce începe achiziționarea materiei prime pentru construcția unui Ariane 5, va dura aproximativ trei ani pentru a începe în Kourou. În această perioadă, aproximativ 600 de companii din 13 țări europene sunt ocupate să pregătească Ariane.
În principiu, lansatoarele nu sunt preocupate de câți kilometri pot parcurge, ci de depășirea forței gravitaționale. Acest lucru se întâmplă de îndată ce viteza de evacuare este depășită: La viteza de evacuare, energia unui specimen de testare, de ex. o rachetă, suficientă pentru a scăpa de potențialul gravitațional al unui corp ceresc ca pământul fără propulsie suplimentară. Apoi, calea care poate fi parcursă este infinită, racheta „se învârte” la nesfârșit în spațiu.
Ariane 5, cea mai puternică rachetă din Europa, are o putere de aproximativ 30 de milioane de CP. Cu alte cuvinte: de la Bremen la München în doar 90 de secunde.
Cu toate acestea, performanța lor este întotdeauna specificată de misiune, adică în ce orbită urmează să fie introdus satelitul: Setarea unui satelit în orbita geo-staționară GEO necesită o viteză diferită de setarea în orbita LEO. Deci, este mai puțin despre viteza maximă posibilă, dar mai mult despre viteza necesară pentru o misiune.
Familia Ariane este un produs al cooperării franco-germane.
Acest lucru se reflectă și în furnizorii ArianeGroup: De exemplu, aproximativ 60 de furnizori germani sunt implicați în construcția etapei superioare a Ariane 5 ESC-A. De la structuri și rezervoare la cabluri, prize și adezivi, companiile germane furnizează o mare varietate de piese esențiale pentru Ariane.
În plus, MT Aerospace, de exemplu, este un partener important pentru Ariane: compania, cu sediul în Augsburg, furnizează rezervorul pentru etapa superioară a Ariane 6 prin sucursala Bremen.
Dar Ariane nu provine doar din mâinile franco-germane, ci are un caracter european: elemente ale sistemului de propulsie lichidă provin din Italia, România este furnizorul pentru piese ale rezervorului modulului de propulsie lichid superior, componentele pentru placarea Ariane provin din Elveția. Un total de 600 de companii din 13 țări europene sunt implicate în construcția unui Ariane.