Back to the topics list

raketa

Rakete: Čuda istraživanja svemira

Rakete su sastavni dio ljudskog istraživanja i napredovanja u svemir. Ovi nevjerojatni strojevi koriste zakone fizike kako bi pobjegli od Zemljine gravitacijske sile i krenuli u svemir. Ova lekcija će istražiti osnovne koncepte raketne znanosti, uključujući njezinu povijest, način rada raketa i njihovu primjenu u istraživanju svemira.

Što je raketa?

Raketa je vozilo dizajnirano za prijevoz tereta ili ljudi sa Zemljine površine u svemir. Rakete rade na principu akcije i reakcije, kako je opisano u Newtonovom trećem zakonu gibanja , koji kaže da za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. Ovo je načelo ključno za razumijevanje načina na koji se rakete mogu potjerati u svemir.

Povijest raketa

Povijest raketa seže u drevnu Kinu, gdje je prvi put zabilježeno korištenje raketnog pogona za vatromet i vojne svrhe. Međutim, prava prekretnica u raketnoj tehnologiji došla je s radom Roberta H. Goddarda , američkog znanstvenika koji je uspješno lansirao prvu raketu na tekuće gorivo 1926. To je otvorilo put za razvoj sofisticiranijih raketa koje će na kraju nositi ljude i satelite u svemir.

Kako rade rakete

Rakete rade na osnovnom principu izbacivanja mase velikom brzinom, koja stvara potisak u suprotnom smjeru. To se može matematički opisati jednadžbom rakete :

Gdje:

• \( \Delta v \) je promjena brzine rakete,
• \( v_e \) je ispušna brzina pogonskog goriva,
• \( m_i \) je početna masa rakete (uključujući pogonsko gorivo), i
• \( m_f \) je konačna masa rakete (nakon izbacivanja pogonskog goriva).

Ova jednadžba ilustrira kako učinkovitost rakete ovisi o brzini ispuha pogonskog goriva i omjeru početne i konačne mase.

Vrste raketa

Postoji nekoliko vrsta raketa, ovisno o vrsti pogonskog goriva koje koriste:

• Rakete na kruto gorivo: Najjednostavniji tip, koji koristi kruto gorivo. Nakon što se zapale, gore dok se ne potroši svo gorivo.
• Rakete na tekuće gorivo: Koristite mješavinu tekućeg goriva i oksidatora. Ove se rakete mogu prigušiti i kontrolirati preciznije od raketa na kruto gorivo.
• Hibridne rakete: Kombinirajte elemente raketa na kruto i tekuće gorivo, koristeći kruto pogonsko gorivo i tekući ili plinski oksidator.

Raketni stupnjevi

Mnoge su rakete dizajnirane s više stupnjeva kako bi učinkovito dosegnule svemir. Svaki stupanj sadrži vlastite motore i pogonsko gorivo. Nakon što se gorivo u stupnju potroši, stupanj se odbacuje kako bi se smanjila težina, dopuštajući sljedećem stupnju da nastavi putovanje. Ova tehnika stupnjevanja značajno poboljšava performanse rakete i nosivost.

Primjene raketa

Rakete su revolucionirale način na koji istražujemo i koristimo svemir. Imaju nekoliko primjena, uključujući:

• Lansiranje satelita: Sateliti za komunikaciju, vremensku prognozu i promatranje Zemlje postavljaju se u orbitu pomoću raketa.
• Istraživanje svemira: rakete prevoze svemirske letjelice i rovere za proučavanje drugih planeta i mjeseca.
• Svemirske misije s ljudskom posadom: rakete prevoze astronaute do svemirskih postaja i izvan njih radi znanstvenog istraživanja i istraživanja.
• Svemirski turizam: Sektor u razvoju u kojem će rakete prevoziti civile na putovanja u svemir u rekreativne svrhe.

Značajne raketne misije

Nekoliko raketnih misija označilo je značajne prekretnice u istraživanju svemira:

• Sputnik 1: Lansiran od strane Sovjetskog Saveza 1957., bio je to prvi umjetni satelit koji je kružio oko Zemlje.
• Apollo 11: Ova misija NASA-e 1969. označila je prvi put da su ljudi sletjeli na Mjesec, a astronauti Neil Armstrong i Buzz Aldrin hodali su njegovom površinom.
• Space Shuttle: Svemirska letjelica za višekratnu upotrebu koju je razvila NASA koja se koristi za brojne misije uključujući postavljanje satelita, izgradnju i servisiranje Međunarodne svemirske postaje i znanstvena istraživanja.
• Falcon Heavy: Razvio ju je SpaceX, jedna je od najmoćnijih operativnih raketa na svijetu, sposobna nositi veliki teret u orbitu i podržati misije na Mjesec i Mars.

Budućnost raketa

Budućnost raketne tehnologije je nevjerojatno obećavajuća, s napretkom usmjerenim na ponovno korištenje, učinkovitost i održivost. Tvrtke kao što su SpaceX i Blue Origin vodeće su u razvoju raketa koje se mogu spustiti i obnoviti za više letova, dramatično smanjujući troškove putovanja u svemir. Osim toga, istražuju se nove pogonske tehnologije, poput ionskih potisnika i nuklearne toplinske propulzije, kako bi se omogućile dulje i učinkovitije svemirske misije.

Zaključak

Rakete su kamen temeljac našeg istraživanja i korištenja svemira. Od ranih dana vatrometa na barutni pogon do današnjih sofisticiranih višestupanjskih raketa, ovi nevjerojatni strojevi omogućili su čovječanstvu da dosegne granice našeg planeta i istraži prostranstva svemira. Kako tehnologija napreduje, mogućnosti istraživanja i putovanja na raketni pogon nastavljaju se širiti, obećavajući uzbudljivu budućnost za prisutnost čovječanstva u svemiru.