După lansarea cu succes a capsulei de susținere, racheta Falcon 9 de la SpaceX a încercat să aterizeze pe o barjă pe mare. După cum știți. aterizarea a eșuat. E de mirare? Puteți fi surprinși doar că racheta în general a fost aproape de locul de aterizare. La urma urmei, ceea ce SpaceX încearcă să facă este incredibil de dificil.
De ce este greu să plantezi această rachetă? Pentru aceasta, trebuie să ne uităm la procesul de aterizare a rachetei în materie de fizică. Vom vorbi despre principiile fizice generale, și nu despre detaliile tehnice ale aterizării rachetei.
Aterizarea pe Lună este ușoară
Modulul lunar Apollo 16
Omenirea a aterizat mai multe nave spațiale pe lună în timpul misiunilor "Apollo". Există, de asemenea, un joc arcade bine-cunoscut numit Lunar Lander. Scopul jocului este de a schimba unghiul și forța navei pentru ao ateriza cu succes pe Lună.
Deși jocul real de aterizare pe Lună nu este atât de simplu, este cu siguranță mai ușor decât aterizarea SpaceX Falcon 9. Care este diferența? Modulul lunar are o rachetă de jos, dar se rotește cu ajutorul altor motoare din lateral. Falcon 9 are un motor de rachetă din partea de jos și este folosit atât pentru mișcarea rachetelor cât și pentru rotația sa. Prin urmare, manevrarea Falcon 9 este un pic mai complicată (în plus, câmpul gravitațional de pe Lună este mult mai mic), așa cum explică specialistul Wired.
Trei manevre pentru o rachetă
Falcon 9 poate face trei lucruri folosind motorul principal:
- Accelerație verticală: utilă pentru încetinirea rachetei, deci nu este "aceasta este cea mai mare".
- Accelerarea orizontală: folosită pentru a schimba viteza orizontală a rachetei. Acest lucru este util pentru schimbarea poziției orizontale a rachetei, astfel încât să poată sta pe o barjă în ocean.
- Anglare accelerată: modifică mișcarea de rotație a navei spațiale în raport cu centrul de masă. Acest lucru este util dacă doriți să vă asigurați că racheta este așezată într-o poziție verticală.
Probabil, este nevoie de un exemplu rapid. Să presupunem că racheta Falcon a aterizat și are o viteză orizontală. Pentru a încetini o aterizare în condiții de siguranță, racheta trebuie să se deplaseze în direcția opusă. Asta se întâmplă.
Pentru a accelera spre dreapta, racheta schimbă unghiul. Dar, deoarece această forță de tracțiune nu acționează într-o linie care trece prin centrul de masă, apare un cuplu care schimbă mișcarea de rotație a navei. Adăugați la aceasta faptul că întotdeauna trebuie să modificați valoarea de împingere pentru a accelera racheta în sus și în jos.
Plantarea unei astfel de rachete este extrem de dificilă. Puteți chiar să încercați să faceți ceva de genul asta singur. Luați un mop sau un bețișor lung și mergeți acolo unde nu veți cârpa nimic. Apoi încercați să mergeți, echilibrând cu un mop montat vertical pe braț, doar plasând un capăt al obiectului pe el. Cum să vă opriți în timp ce faceți acest lucru?
În acest exemplu, puteți opri mopul și nu va cădea. Dar în cazul unei rachete, trebuie să o opriți simultan și să o țineți vertical până la capăt.
De ce nu folosiți un design diferit de rachete?
Să ne uităm la câteva modele de rachete. În primul rând, avem Falcon 9. În al doilea rând, avem un design plat, care va fi foarte ușor de plantat - ceva de genul unui lander lunar.
Modulul ușor va fi mult mai ușor de gestionat. În primul rând, el nu a fost înalt și nu la fel de subțire ca Falcon 9. Centrul de masă este mai aproape de principalele motoare, astfel încât acestea nu vor provoca apariția de cuplu, care va trebui să se schimbe mișcarea de rotație. În plus, are mai multe motoare, astfel încât să puteți modifica forța de tracțiune pentru a crea un cuplu zero, dacă doriți. În plus, acest design are motoare laterale. Puteți schimba mișcarea orizontală a "modulului de lumină", fără a instala chiar nava spațială. Arată mai bine decât o rachetă, nu?
Deși "modulul de lumină" este mai ușor de plantat, nu este la fel de bun ca Falcon 9. Falcon 9 nu este proiectat să aterizeze pe o barjă în ocean (deși încearcă să o facă într-o bună zi). Nu, racheta este proiectată să lanseze o încărcătură utilă pe orbită. Aceasta este funcția sa principală, cu care "modulul de lumină" nu poate face față în nici un fel. Rachetele sunt înalte și subțiri, astfel încât acestea se confruntă cu o rezistență mai redusă la aer, pe măsură ce accelerează prin atmosferă. Cu cât suprafața secțiunii transversale a frontului rachetei este mai mică, cu atât este mai mică rezistența la aer. Pentru ca "modulul luminos" să lanseze o încărcătură utilă în spațiu, trebuie să aibă mai mult combustibil pentru a compensa rezistența mare la aer. Dar cu mai mult combustibil, va fi necesară o rachetă mai mare, care va necesita și mai mult combustibil. La pornirea unei rachete, fiecare gram contează.
În orice caz, cred că acum este clar de ce este destul de dificil să realizăm o rachetă pentru lansarea unui volum util în orbită și a aterizării în condiții de siguranță pe o barjă în oceanul terestru.
De ce este dificil să aterizezi o rachetă? Ilya Hel
Oricum, nimeni nu știe de fapt, așa că poți specula.
Logica este următoarea: greutatea maximă scăzută pe parașute este de 40 de tone. Masa celei de-a doua etape este de 5 tone, prima masă nu a fost găsită, dar este mai mare. Să presupunem că se încadrează în această masă, deși este îndoielnic.
Dar racheta are o viteză mare atunci când cade. Trebuie să fie oarecum încetinită. Acum Soyuzii trebuie să arunce câteva parașute de frână. Racheta va avea nevoie și mai mult.
În opinia mea, va fi dificil să încetini până la o viteză acceptabilă. S-ar putea folosi o soluție complexă (mai întâi să frâneze motoarele și apoi să coboare pe un parașut), dar totuși masa este mare pentru un parașut
Ei bine, iată un alt lucru. Racheta zboară aproape până la vârf + motoarele de rachetă pot încetini și, dintr-un anumit moment, să elibereze parașutele, atunci aterizarea va fi mult mai netedă. Apropo, nu înțeleg de ce această idee nu este testată, deoarece americanii sunt cercuri foarte bine distribuite de copii în rachete, în care copiii sunt învățați să-și pună rachetele cu parașute (trimise din aplicația Hi-News.ru)
Mi se pare că parașutul a fost abandonat, deoarece Masca va trimite un om pe Marte. Pe Marte, atmosfera este mai puțin densă, astfel că parașutul nu va putea să încetinească căderea
Pasul care ar trebui sa aterizeze in orice caz ramane la pamant, atunci ca va merge pe Marte la acest lucru nu are nimic de facut (trimis de la aplicatia Hi-News.ru)
În opinia mea, singura modalitate de a zbura de pe Marte este să ai o rachetă întreagă. Combustibilul poate fi produs teoretic, dar nu puteți construi o rachetă. Masca va avea o cale de aterizare a rachetei
Dar de ce se pune racheta pe Marte? Lăsați-o să se rotească pe orbită și modul de aterizare de pe planetă, așa cum a procedat atunci când ateriza pe Lună.
Mulțumesc pentru răspuns.) Nu sunt multe rachete aici, sigur.
Am uitat să precizez că parașutele se deschid la sfârșitul manevrei. Dar nu esența deja.
Deși poate că au exact acest obiectiv. (trimis de la aplicația iOS Hi-News.ru)
Mi-ar folosi pulberea la aterizare, dar numai pentru a economisi combustibil, astfel încât mai târziu aș putea să încep din nou. Așadar, ar fi posibil să se facă 3 parașute și un rezervor de combustibil pentru trei porniri, însă acest lucru necesită motoare eficiente și economice. Pe scurt, cu astfel de motoare, combustibilul va fi întotdeauna ratat. Aveți nevoie de alte motoare și de alte tipuri de combustibil sau de energie. (trimis de la aplicația iOS Hi-News.ru)