Заблуждение → Достижение околоземной орбиты требует много времени

22 Фев
2012

Мы все наслышаны о полетах в космос и не обращаем особенного внимания на сообщение об очередном успешном космическом запуске. Но при этом мы почти ничего не знаем о том, как происходит полет ракеты и космического аппарата. Конечно, несложно в общих чертах представить старт ракеты-носителя, однако почти никто из нас не сможет назвать время, которое требуется ракете для достижения высоты, например, в 200 км. Может показаться, что ракете для вывода космического аппарата на околоземную орбиту необходимо очень много времени; на самом же деле достижение нужной высоты требует всего-навсего нескольких минут.
Еще основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский говорил о том, что наибольшую опасность в космических полетах представляет именно старт ракеты с Земли. Судьба миссии длиной в годы всецело зависит от успеха в первые десять минут: если на этом этапе с ракетой ничего не произойдет, то за дальнейший полет, пусть он будет длиться хоть тысячу лет, можно особенно не переживать.
Понятно, что для достижения различных высот ракете необходимо разное время, однако оно лежит в пределах 8-12 минут. Продолжительность полета зависит как от высоты, которую должна достичь последняя ступень ракеты с космическим аппаратом, так и от ускорения, с которым ракета будет подниматься с поверхности нашей планеты. Именно в ускорении (или, как принято говорить в космонавтике, в перегрузках) лежит основная причина того, что достижение космических высот не может быть меньше пяти минут.
Все дело в неспособности человека и приборов переносить перегрузки выше определенного уровня. Установлено, что не стоит отправлять космонавтов на орбиту с ускорением, превышающим 3-4 g (g — ускорение свободного падения у поверхности Земли, 9,8 м/с2). Если перегрузки будут превышать данные значения, то ничем хорошим это не кончится — люди могут просто-напросто погибнуть. Техника способна переносить гораздо большие нагрузки, однако многим приборам также «противопоказаны» значительные ускорения.
Отечественные ракеты-носители «Союз» и «Протон» поднимаются в пространство с перегрузками, не превышающими 3, иногда 4 единицы (то есть с ускорением не более 30-40 м/с2). С таким ускорением те же «Союзы» достигают высот в 180-190 км примерно за 580 секунд, то есть почти за 10 минут. Именно на этих высотах они набирают первую космическую скорость (около 8 км/с), достаточную для стабильного орбитального полета.

Потратив около десятка минут на самый опасный этап полета, космический аппарат может подниматься на более высокие орбиты. А это требует уже гораздо больших временных затрат — от нескольких минут до нескольких часов. Дальнейшие же перемещения космического аппарата могут занять дни (до Луны можно добраться за 4-6 дней), месяцы, годы (полет к Юпитеру займет около 2 лет, до Нептуна —12 лет) и десятилетия (знаменитые «Вояджеры» и «Пионеры» достигли границы Солнечной системы, и это заняло у них чуть более 30 лет).

Итак, ракеты достигают космоса примерно через 10 минут. А набирающие известность и популярность суборбитальные полеты проходят в гораздо меньшие сроки. Суборбитальный полет в космическое пространство происходит без достижения первой космической скорости. Это значит, что аппарат наберет определенную высоту, однако не выйдет на орбиту Земли, а начнет спускаться под действием силы притяжения.

В настоящее время пилотируемые суборбитальные полеты — крайняя редкость, обычно их совершают научно- исследовательские ракеты, несущие разнообразные приборы. Аппараты для суборбитальных полетов достигают высот от 100 до 180 км — фактически это уже космическое пространство, ведь даже корабль Ю. А. Гагарина «Восток-1» был на высоте в 120 км. Однако полет 12 апреля 1961 года был «полноценным» космическим — Гагарин за 108 минут облетел вокруг Земли по круговой орбите. А вот первый американский астронавт Алан Шепард 5 мая 1961 года совершил именно суборбитальный полет продолжительностью всего 15 минут — его корабль буквально совершил «прыжок» в космос на высоту 186,5 км, после чего успешно приземлился.

Как видно из этого примера, весь суборбитальный полет от взлета до посадки длится весьма короткое время, не превышающее 10-15 минут. Для достижения высоты в 100 км аппарату требуется 5 с небольшим минут, пребывание на этой отметке исчисляется секундами, после чего на протяжении нескольких минут происходят падение и посадка с помощью парашютов или крыльев.

Так что космос ближе, чем кажется. Ракете, выводящей на орбиту пилотируемый корабль, требуется не больше 10 минут для достижения нужной высоты. А на короткий «прыжок» в космос — суборбитальный полет — требуется еще меньше времени.


 

Комментарии:

наверх