კოსმოსური გვირაბები და რკინა თავზე ან რატომ გვჭირდება ვოსტოჩნის კოსმოდრომი

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

მეორე დღეს მთხოვეს გამეხილა RIA Novosti-ს ინფოგრაფიკა, რომელიც ეძღვნება ვოსტოჩნის კოსმოდრომიდან პირველ გაშვებას. და იქნება ერთი ძირითადი გამარტივება მასალის ფორმატის შეზღუდვის გამო. სინამდვილეში, ჩვენ არ გვჭირდება ვოსტოჩნის კოსმოდრომი, რადგან სამოქალაქო გაშვებების უმეტესი ნაწილი ბაიკონურის კოსმოდრომიდან ხდება.

მაგრამ იმისთვის, რომ ავხსნათ, რატომ გვჭირდება ეს, ჩვენ უნდა ვუთხრათ, რატომ შეიძლება შევადაროთ კოსმოსური ხომალდის ორბიტა გვირაბს და ასევე განვმარტოთ, რა სახის "რკინა" ვარდება ციდან და ვისზე ვარდება.

გვირაბი ცაში

ორბიტალური მოძრაობის ფიზიკა სრულიად საწინააღმდეგოა. პირიქით, ეს არის ჩვეულებრივი ადამიანის წარმოდგენა. და კარგი ფილმებიც კი, თითქოს რეალიზმისკენ მიისწრაფვიან, სრულიად არასწორ წარმოდგენას იძლევა იმის შესახებ, თუ როგორ დაფრინავენ თანამგზავრები და კოსმოსური ხომალდები. გახსოვთ "გრავიტაცია", რომელიც ცნობილი იყო ჰაბლიდან ISS-მდე, შემდეგ კი ჩინურ სადგურამდე? მაშინაც კი, თუ ორბიტალური სიმაღლეების განსხვავებას გავუშვებთ, ორბიტალური მოძრაობის ერთი პარამეტრი კლავს ასეთი ფრენების უმცირეს შანსსაც კი. ამ პარამეტრს ეწოდება "ორბიტალური დახრილობა".

ორბიტის დახრილობა არის კუთხე თანამგზავრის ორბიტის სიბრტყესა და ეკვატორის სიბრტყეს შორის (დედამიწის თანამგზავრისთვის)

მაგალითად, „გრავიტაციის“შემთხვევაში სურათი ასეთი იქნება:

და ის, რომ ორბიტების სიბრტყეები საერთოდ არ ემთხვევა, პრობლემა არ არის. ნამდვილი უბედურება ის არის, რომ დაბალი წრიული ორბიტისთვის (და ჰაბლი, ISS, ტიანგონგი და სხვა თანამგზავრების მასა დაბალი წრიული ორბიტაა), დახრილობის ცვლილება ძალიან ძვირია. ორბიტის 45°-ით „მოტრიალებისთვის“მოგვიწევს სიჩქარის შეცვლა დაახლოებით 8 კმ/წმ-ით, იმდენივე, რამდენიც გვჭირდებოდა ორბიტაზე შესასვლელად. სიჩქარის შეცვლა კი საწვავის ხარჯვაა და ეტაპების გადატვირთვა. ანუ, თუ 300 ტონა მასის მქონე რაკეტა ორბიტაზე 7 ტონას აყენებს, მაშინ დახრილობის 45 °-ით ცვლილების შემდეგ, მხოლოდ 150 კილოგრამი დარჩება. სინამდვილეში, თითოეული ორბიტერი დაფრინავს უხილავ გვირაბში, რომლის დიამეტრი დამოკიდებულია მის უნარზე, შეცვალოს სიჩქარე. ამიტომ თანამგზავრების გაშვებისას ისინი ცდილობენ დაუყოვნებლივ მიიყვანონ ისინი სასურველ დახრილობამდე.

ნაცემი გზები

რა დახრილობა გამოიყენება არსებული ორბიტერებისთვის? დედამიწის ორბიტაზე ახლა ბევრი თანამგზავრია:

თუ კარგად დააკვირდებით, ხედავთ, რომ ზოგიერთ ორბიტაზე მეტი თანამგზავრია. აქ არის სურათი, რომელიც აჩვენებს თანამგზავრების მოძრაობას დედამიწასთან მიმართებაში:

გეოსტაციონარული ორბიტა (მწვანე). ეს არის წრიული ორბიტა, რომლის სიმაღლეა 36000 კმ და დახრილობა 0 °. მასზე არსებული თანამგზავრი დედამიწის ზედაპირის ერთი წერტილის ზემოთ მდებარეობს, ამიტომ სურათზე სწორი გეოსტაციონარული ორბიტა მწვანე წერტილით არის მითითებული. მწვანე მარყუჟები არის გაუმართავი თანამგზავრები ან საწვავი არ არის. გეოსტაციონარული ორბიტა მთვარის შემაშფოთებელი გავლენის ქვეშ იმყოფება და საწვავის დახარჯვა გჭირდებათ მხოლოდ იმისთვის, რომ ადგილზე დარჩეთ. ამ ორბიტაზე ბინადრობენ სატელეკომუნიკაციო თანამგზავრები, რომლებიც მომგებიანია, ამიტომ მასზე თავისუფალი ადგილების პოვნა უკვე რთულია.

GLONAS / GPS ორბიტაზე (ლურჯი და წითელი). ამ ორბიტებს აქვთ დაახლოებით 20000 კილომეტრის სიმაღლე და დახრილობა დაახლოებით 60 °. როგორც სახელი გულისხმობს, ისინი ატარებენ სანავიგაციო თანამგზავრებს.

პოლარული ორბიტები (ყვითელი). ეს ორბიტები დახრილია 90 °-ის რეგიონში და სიმაღლე ჩვეულებრივ არაუმეტეს 1000 კმ-ია. ამ შემთხვევაში, სატელიტი ყოველ რევოლუციაზე გადაფრინავს პოლუსებზე და დაინახავს დედამიწის მთელ ტერიტორიას. ასეთი ორბიტების ცალკეული ქვესახეობაა მზის სინქრონული ორბიტები 600-800 კმ სიმაღლით და 98 ° დახრილობით, რომლებშიც თანამგზავრები დაფრინავენ დედამიწის სხვადასხვა ნაწილზე დაახლოებით იმავე ლოკალურ დროში.ეს ორბიტები მოთხოვნადია მეტეოროლოგიურ, რუკების და სადაზვერვო თანამგზავრებზე.

გარდა ამისა, უნდა აღინიშნოს ISS ორბიტა, რომლის სიმაღლეა 450 კმ და დახრილობა 51,6 °.

უგულო გეოგრაფია

კარგი, ჩვენ გავარკვიეთ განწყობები, იტყვის მკითხველი. და სად არის კოსმოდრომი? ფაქტია, რომ არსებობს ასეთი უსიამოვნო ფიზიკური კანონი:

ორბიტის საწყისი დახრილობა არ შეიძლება იყოს კოსმოდრომის გრძედზე ნაკლები

Რატომ არის, რომ? ყველაფერი უფრო ნათელი ხდება, თუ დედამიწის რუკაზე თანამგზავრის ტრაექტორიას დავხატავთ:

თუ ჩვენ, ბაიკონურიდან დაწყებული, დავიწყებთ აჩქარებას აღმოსავლეთისკენ, მაშინ მივიღებთ ორბიტას ბაიკონურის გრძედის დახრილობით, 45 ° (წითელი). თუ დავიწყებთ აჩქარებას ჩრდილო-აღმოსავლეთისკენ, მაშინ ორბიტის ყველაზე ჩრდილოეთი წერტილი იქნება ბაიკონურის ჩრდილოეთით, ანუ დახრილობა იქნება უფრო დიდი (ყვითელი). თუ ჩვენ ვცდილობთ მოტყუებას და დავიწყებთ აჩქარებას სამხრეთ-აღმოსავლეთისკენ, მაშინ მიღებულ ორბიტას კვლავ ექნება ყველაზე ჩრდილოეთი წერტილი ბაიკონურის ჩრდილოეთით და, ისევ, უფრო დიდი დახრილობა (ლურჯი).

მაგრამ ასეთი ორბიტა ფიზიკურად შეუძლებელია, რადგან ის არ გადის დედამიწის მასის ცენტრში. უფრო ზუსტად, გამორთული ძრავით ფრენა შეუძლებელია. ასეთ ორბიტაზე შეიძლება გარკვეული დროით იყოთ ძრავით, მაგრამ საწვავი ძალიან სწრაფად ამოიწურება.

ამრიგად, თუ ჩვენ გვსურს თანამგზავრების გაშვება გეოსტაციონალურ ორბიტაზე და არა ეკვატორიდან, საჭიროა როგორმე გადავაყენოთ ორბიტალური დახრილობა, საწვავის მოხმარება. სწორედ ეს ხარჯები ხსნის იმას, თუ რატომ გაუშვებს იგივე რაკეტა Soyuz-2.1a თანამგზავრებს გეოსტაციონალურ ორბიტაზე კურუს კოსმოდრომიდან ეკვატორის მახლობლად, მაგრამ არ გამოიყენება ბაიკონურიდან ამ ამოცანებისთვის.

რუსეთი ჩრდილოეთის ქვეყანაა. და თუ თანამგზავრების უსაფრთხოდ გაშვება შესაძლებელია პოლარულ და GLONASS ორბიტებში პლესეცკიდან, რომელიც მდებარეობს 63 ° განედზე, მაშინ გეოსტაციონარული ორბიტისთვის, რაც უფრო სამხრეთით მდებარეობს კოსმოდრომი, მით უკეთესი. აქ კი მეორე პრობლემა ამოქმედდა - ყველა ტერიტორია არ არის შესაფერისი კოსმოდრომისთვის.

გადადგით კუმპოლზე

ყველა თანამედროვე რაკეტა, სატელიტის გაშვებისას, ჩამოაგდებს გატარებულ საფეხურებს და ცხვირს, რომლებიც ეცემა დედამიწას. თუ ავარიის ადგილი სხვა ქვეყანაშია, თქვენ უნდა მოაწყოთ მოლაპარაკება ამ ქვეყანასთან ყოველი გაშვებისთვის. მაშასადამე, მაგალითად, ბაიკონურის კოსმოდრომის მინიმალური დახრილობა არის არა 45 °, არამედ 51 °, რადგან წინააღმდეგ შემთხვევაში მეორე ეტაპი ჩინეთში მოხვდება:

და იმ ადგილას, სადაც პირველი ეტაპი დაეცა, უნდა მოლაპარაკება ყაზახეთთან და გადაიხადო ამ ტერიტორიების გამოყენება. ზოგჯერ პრობლემები წარმოიქმნება და თანამგზავრების გაშვება დაგვიანებულია. შემოდგომის ადგილები საკმაოდ დიდი უნდა იყოს გასხვისებული:

და რუსეთის ევროპულ ნაწილში არ არის კარგი ადგილები კოსმოდრომისთვის. რუკებით ვითამაშე, კავკასიაში შეგიძლია ავუარე და სცადო გაშვება მოზდოკის რაიონიდან, მაგრამ მაშინაც მოგიწევს ცდა, რომ მეორე ეტაპები ყაზახეთში არ მოხვდეს. თუ რაკეტას ყირიმიდან გაუშვით, პირველი ეტაპი დაეცემა დონის როსტოვის მახლობლად დასახლებულ რაიონებში, ხოლო მეორე ეტაპი კვლავ შეეცდება ჩავარდეს ყაზახეთში. და ეს არ ითვალისწინებს ინფრასტრუქტურის პრობლემებს ორივე ვარიანტში. ამ ფონზე, თქვენ შეხედავთ აშშ-ს კოსმოსური პორტებისთვის ხელმისაწვდომ მიდრეკილებებს და ინანებთ ფიზიკისა და გეოგრაფიის გულგრილობას.

მაგრამ ჩვენ ასევე გვაქვს აღმოსავლეთ სანაპირო. ხოლო, თუ კოსმოდრომს იქ მოვათავსებთ, მაშინ შესაძლებელი იქნება ყველაზე მოთხოვნადი მიდრეკილებებისთვის გატარებული ეტაპების დაცემის შორეული ადგილების პოვნა: 51, 6 ° (ISS-მდე და გეოსტაციონარული ორბიტამდე), 64, 8 ° (GLONASS)., ზოგიერთი დედამიწის სენსორული თანამგზავრი), 98 ° (პოლარული ორბიტაზე).

კიდევ ერთხელ დისერტაცია

ვოსტოჩნის კოსმოდრომი საშუალებას მოგვცემს გავუშვათ ტვირთი გეოსტაციონალურ ორბიტაზე და ISS-ში ამ გაშვებების სხვა ქვეყნებთან კოორდინაციისა და გამორიცხვის ზონების გამოყენებისთვის საჭიროების გარეშე. იგი მდებარეობს ქვეყნის სამხრეთ ნაწილში და უზრუნველყოფს თავდაპირველ ორბიტალურ დახრილობას ბაიკონურზე უარესად. ირაციონალურია ბაიკონურში ახალი ანგარას გამშვები მანქანისთვის გამშვები კომპლექსის აშენება (კიდევ ერთხელ, გაშვებისა და ავარიის ზონების კოორდინაცია), მაგრამ ვოსტოჩნიდან ის უზრუნველყოფს არანაკლებ დატვირთვას.

სასიამოვნო პატარა რამ: ახალი გამშვები კომპლექსი სერვისის კოშკით, ისევე როგორც კურუში, საშუალებას მისცემს გაუშვას დასავლური ტვირთი, რომელიც უნდა დამონტაჟდეს გამშვებ მანქანაზე თავდაყირა მდგომარეობაში.

ბონუსი ასევე არის ინფრასტრუქტურის განვითარება, ტერიტორიის განვითარების ბიძგი, სამეცნიერო ქალაქი და ა.შ.

UPD: ინფოგრაფიკა გამოვიდა. სამწუხაროა, რომ დრო არ გვქონდა თანამგზავრების განლაგების გადახაზვა. მაინც ძალიან მოკლედ შევეცადეთ აგვეხსნა ის, რაც აქ წერია. ჩემი აზრით, მშვენივრად გამოვიდა.