Dnes sa každý raketový štart, ktorý je uvedený v správach, javí ako známa súčasť života. Záujem zo strany mešťanov vzniká spravidla len vtedy, keď ide o veľkolepé projekty na prieskum vesmíru alebo sa stanú vážne nehody. Nie je to však tak dávno, na začiatku druhej polovice minulého storočia, pri každom štarte rakety na chvíľu zamrazilo celú krajinu, všetci sledovali úspechy a nehody. Bolo to tiež na začiatku vesmírneho veku v Spojených štátoch a potom vo všetkých krajinách, kde spustili vlastné programy letov ku hviezdam. Boli to úspechy a neúspechy tých rokov, ktoré položili základy, na ktorých vyrástla raketová veda a s ňou aj kozmodrómy a čoraz vyspelejšie zariadenia. Jedným slovom, raketa so svojou históriou, konštrukčnými vlastnosťami a štatistikami si zaslúži pozornosť.
Základné v kocke
Nosná raketa je variantom viacstupňovej balistickej strely, ktorejcieľom je vypustiť určité náklady do vesmíru. V závislosti od poslania vypúšťaného vozidla ho môže raketa dostať na geocentrickú obežnú dráhu alebo poskytnúť zrýchlenie, aby opustila zemskú gravitačnú zónu.
V drvivej väčšine prípadov k štartu rakety dochádza z jej vertikálnej polohy. Veľmi zriedkavo sa používa typ odpaľovania vzduchom, keď je zariadenie najprv vynesené lietadlom alebo iným podobným zariadením do určitej výšky a potom vypustené.
Viacstupňové
Jedným zo spôsobov klasifikácie nosných rakiet je počet stupňov, ktoré obsahujú. Zariadenia, ktoré obsahujú iba jednu takúto úroveň a sú schopné dopraviť užitočné zaťaženie do vesmíru, dnes zostávajú iba snom dizajnérov a inžinierov. Hlavnou postavou vesmírnych prístavov sveta je viacstupňové zariadenie. V skutočnosti ide o sériu prepojených rakiet, ktoré sa postupne zapínajú počas letu a odpájajú po dokončení svojej misie.
Potreba takéhoto dizajnu spočíva v ťažkostiach s prekonaním gravitácie. Raketa musí z povrchu zdvihnúť vlastnú váhu, ktorá zahŕňa najmä tony paliva a pohonu, ako aj hmotnosť nákladu. V percentuálnom vyjadrení je to len 1,5-2% štartovacej hmotnosti rakety. Odpojenie strávených etáp za letu uľahčuje zvyšným a zefektívňuje let. Táto konštrukcia má aj nevýhodu: predstavuješpeciálne požiadavky na kozmické prístavy. Potrebná je zóna bez ľudí, kde budú vyčerpané etapy padať.
Opätovne použiteľné
Je jasné, že s týmto dizajnom nie je možné booster použiť viackrát. Vedci však na tvorbe takýchto projektov neustále pracujú. Plne znovu použiteľná raketa dnes neexistuje kvôli potrebe využívať špičkové technológie, ktoré ešte nie sú ľuďom dostupné. Napriek tomu existuje implementovaný program čiastočne opakovane použiteľného zariadenia - ide o americký raketoplán.
Treba poznamenať, že jedným z dôvodov, prečo sa vývojári snažia vytvoriť opakovane použiteľnú raketu, je túžba znížiť náklady na vypúšťanie vozidiel. Raketoplán však nepriniesol očakávané výsledky v tomto zmysle.
Prvý štart rakety
Ak sa vrátime do histórie problému, objaveniu sa skutočných nosných rakiet predchádzalo vytvorenie balistických rakiet. Jeden z nich, nemecký „V-2“, použili Američania na prvé pokusy „dosiahnuť“do vesmíru. Ešte pred koncom vojny, začiatkom roku 1944, sa uskutočnilo niekoľko vertikálnych štartov. Raketa dosiahla výšku 188 km.
Významnejšie výsledky sa dosiahli o päť rokov neskôr. V Spojených štátoch na testovacom mieste White Sands došlo k štartu rakety. Pozostávala z dvoch stupňov: rakety V-2 a VAK-Kapral a bola schopná dosiahnuť výšku 402 km.
Prvý booster
Rok 1957 sa však považuje za začiatok vesmírneho veku. Potom odštartovala prvá skutočná nosná raketa v každom zmysle, sovietsky Sputnik. Štart sa uskutočnil na kozmodróme Bajkonur. Raketa sa s úlohou úspešne vyrovnala - vyniesla na obežnú dráhu prvý umelý satelit Zeme.
Spustenie rakety Sputnik a jej modifikácie Sputnik-3 sa uskutočnilo celkovo štyrikrát, z toho tri úspešné. Potom na základe tohto zariadenia bola vytvorená celá rodina nosných rakiet, ktoré sa vyznačujú zvýšenými hodnotami výkonu a niektorými ďalšími charakteristikami.
Vypustenie rakety do vesmíru z roku 1957 bolo v mnohých ohľadoch prelomovou udalosťou. Znamenalo to začiatok novej etapy ľudského skúmania okolitého vesmíru, vlastne otvorilo vesmírny vek, poukázalo na možnosti a obmedzenia vtedajšej techniky a dalo ZSSR aj citeľnú výhodu nad Amerikou vo vesmírnych pretekoch.
Moderné štádium
Za najvýkonnejšie sa dnes považujú nosné rakety Proton-M ruskej výroby, americký Delta-IV Heavy a európsky Ariane-5. Štart rakety tohto typu umožňuje vyniesť náklad s hmotnosťou až 25 ton na nízku obežnú dráhu Zeme vo výške 200 km. Takéto zariadenia sú schopné niesť približne 6-10 ton na geostacionárnu dráhu a 3-6 ton na geostacionárnu dráhu.
Oplatí sa zastaviť pri nosných raketách Proton. Zohral významnú úlohu v sovietskom a ruskom vesmírnom prieskume. Používalo sa naimplementácia rôznych programov s ľudskou posádkou, vrátane odosielania modulov na orbitálnu stanicu Mir. S jeho pomocou boli do vesmíru doručené najdôležitejšie bloky ISS Zarya a Zvezda. Napriek tomu, že nie všetky nedávne štarty rakiet tohto typu boli úspešné, Proton zostáva najobľúbenejšou nosnou raketou: ročne sa uskutoční približne 10-12 štartov rakiet.
Zahraniční kolegovia
„Ariane-5“je analógom „Protón“. Táto nosná raketa má množstvo odlišností od ruskej, najmä jej štart je oveľa drahší, no má aj veľkú nosnosť. Ariane-5 je schopná vypustiť dva satelity naraz na strednú obežnú dráhu. Práve štart vesmírnej rakety tohto typu sa stal začiatkom misie slávnej sondy Rosetta, ktorá sa po desiatich rokoch letu stala satelitom kométy Čurjumov-Gerasimenko.
„Delta-IV“začala svoju „kariéru“v roku 2002. Jedna z jeho modifikácií, Delta IV Heavy, mala podľa roku 2012 najväčšie užitočné zaťaženie spomedzi nosných rakiet na svete.
Ingrediencie úspechu
Úspešný štart rakety nie je založený len na ideálnych technických vlastnostiach prístroja. Veľa závisí od výberu východiskového bodu. Poloha kozmodrómu hrá významnú úlohu v úspechu misie nosnej rakety.
Energetické náklady na vynesenie satelitu na obežnú dráhu sa znížia, ak jeho uhol sklonu zodpovedá zemepisnej šírke oblasti, v ktorej sa vypustenie uskutočňuje. Najdôležitejšie je brať do úvahy tieto parametre pri vypúšťaní vozidiel dodaných na geostacionárnu dráhu. Ideálne miesto na začiatoktakýchto rakiet je rovník. Odchýlka na stupeň od rovníka sa premieta do potreby zvýšenia rýchlosti o 100 m/s. Podľa tohto parametra má spomedzi viac ako 20 kozmodrómov na svete najvýhodnejšiu pozíciu európsky Kourou ležiaci na 5º zemepisnej šírke, brazílska Alcantara (2,2º), ako aj Sea Launch, plávajúci kozmodróm. ktoré môžu odpaľovať rakety priamo z rovníka.
Na smere záleží
Ďalší bod súvisí s rotáciou planéty. Rakety vypustené z rovníka okamžite naberú celkom pôsobivú rýchlosť smerom na východ, čo súvisí práve s rotáciou Zeme. V tomto ohľade sú všetky letové trasy spravidla umiestnené vo východnom smere. Izrael má v tomto smere smolu. Musí poslať rakety na západ a vynaložiť mimoriadne úsilie na prekonanie rotácie Zeme, keďže na východe krajiny sú nepriateľské štáty.
Drop field
Ako už bolo spomenuté, na Zem padajú opotrebované stupne rakiet, a preto by sa v blízkosti kozmodrómu mala nachádzať vhodná zóna. Skvelou možnosťou je oceán. Väčšina kozmodrómov a preto sa nachádza na pobreží. Dobrým príkladom je Cape Canaveral a americký vesmírny prístav, ktorý sa tu nachádza.
ruské miesta štartu
Kozmodrómy našej krajiny vznikli počas studenej vojny, a preto sa nemohli nachádzať na severnom Kaukaze ani na Ďalekom východe. Prvým testovacím miestom na odpálenie rakiet bol Bajkonur, ktorý sa nachádza v Kazachstane. Je tam nízka seizmická aktivita, dobré počasie väčšinu roka. Možný pád prvkov rakiet na ázijské krajiny zanecháva určitú stopu na práci testovacieho miesta. Na Bajkonure je potrebné starostlivo vytýčiť letovú dráhu, aby vyčerpané etapy neskončili v obytných štvrtiach a rakety nespadli do čínskeho vzdušného priestoru.
Najúspešnejšie umiestnenie pádových polí má kozmodróm Svobodny, ktorý sa nachádza na Ďalekom východe: padajú na oceán. Ďalším kozmodrómom, kde môžete často vidieť štart rakety, je Plesetsk. Nachádza sa severne od všetkých ostatných podobných miest na svete a je ideálnym miestom na vyslanie vozidiel na polárne dráhy.
Štatistiky štartu rakiet
Vo všeobecnosti od začiatku storočia aktivita na vesmírnych prístavoch sveta výrazne klesla. Ak porovnáme dve popredné krajiny v tomto odvetví, Spojené štáty americké a Rusko, potom prvá produkuje podstatne menej štartov ročne ako druhá. V období rokov 2004 až 2010 vrátane bolo z amerických kozmických prístavov vypustených 102 rakiet, ktoré úspešne splnili svoju úlohu. Okrem toho bolo päť neúspešných štartov. U nás bolo úspešne dokončených 166 štartov a osem skončilo nehodou.
Medzi neúspešnými štartmi zariadení v Rusku vynikajú nehody Proton-M. V rokoch 2010 až 2014 sa v dôsledku takýchto porúch stratili nielen nosné rakety, ale aj niekoľko ruských satelitov, ako aj jedno zahraničné zariadenie. Podobná situácia s jednou z najsilnejších nosných rakiet nezostala bez povšimnutia: úradníci boli prepustení,zapojené do výskytu týchto porúch, začali sa rozvíjať projekty na modernizáciu kozmického priemyslu našej krajiny.
Dnes, podobne ako pred 40 – 50 rokmi, sa ľudia stále zaujímajú o prieskum vesmíru. Súčasná etapa sa vyznačuje možnosťou plnohodnotnej medzinárodnej spolupráce, ktorá sa úspešne realizuje v projekte ISS. Mnohé body si však vyžadujú spresnenie, modernizáciu alebo revíziu. Chcel by som veriť, že so zavádzaním nových poznatkov a technológií budú štatistiky štartu čoraz radostnejšie.
