Тъй като ние отлети от кратко ръководство основание за навлиза в орбита, науката за всички прости думи

Наскоро имаше новини за планираното изграждане на космически асансьор. За много хора, изглежда, нещо фантастично и невероятно, като огромен пръстен на Halo или Dyson сфера. Но бъдещето е по-близо, отколкото си мислите, стълба към небето е напълно възможно, а може би дори ще го видите в моя живот.

Сега ще се опитам да покажа защо не можем да отидем и да си купи билет, "Земя - Луна" в цената на билета "София - Петър," как можем да помогнем на повдигане и че той ще остане, така че да не падне на земята.

От самото начало на развитието на ракетни инженери са главоболие гориво. Дори и в най-напредналите ракетно гориво отнема някъде в тегло на кораба на 98%.

Внимание! Само в случай, че искаме да предадем на астронавтите на МКС пакета на натруфен маса от 1кг, а след това ще отнеме около 100 кг гориво на борда. В ракета - превозвач, за еднократна употреба, и ще се върне на земята, само под формата на овъглени отломки. Уважаеми получава натруфен. Кораб тегло е ограничен, поради което на полезния товар за едно и също време, е строго ограничена. изисквани Всеки разходи за изстрелване.

И ако искаме да лети някъде отвъд орбитата на Земята?
Инженери от цял ​​свят, седна и започна да мисли: какво трябва да е космически кораб, за да отнеме по-, и да го лети нататък?

Къде ще лети с ракета?
Докато инженерите мислят децата им са намерени някъде нитрат и картон и започна бърникането играчки ракети. Тези ракети не могат да достигнат до покривите на високи сгради, но децата са щастливи. Тогава дойде най-умната идея: "Нека да ракета Natolkaem в повече нитрати, и то работи по-горе".

Но по-горе ракетата не лети, защото тя е твърде тежък. Тя дори не можеше да слезе на земята. След редица експерименти, децата определят оптималното количество на амониев нитрат, в които ракетата плава над всичко. За всеки случай, ако добавите повече ракетно гориво тегло го дърпа надолу. Само в случай, че по-малко - масло изтича по-рано.

Инженерите също бързо осъзнаха, че ако искаме да излее повече средства за гориво и натиска трябва да е по-голяма. Опции за увеличаване на обхвата на полета на някои от тях:
Увеличаване на ефективността на двигателя, че загубите на гориво са минимални (Laval дюза).
Увеличете специфично гориво пулса на гориво при еднакво тегло е по-голяма теглителна сила.

Въпреки, че инженерите са в постоянно движение напред по същество всички на кораба отнема много гориво. Тъй като в допълнение към горивото Искам да изпратя в космоса нещо полезно, по целия път до ракетата внимателно изчислен и гориво в ракетата положи минимум. В същото време активно използване на гравитацията с помощта на небесни тела и центробежни сили. Астронавтите, след приключване на мисията не каза: "Момчета, в резервоара все още е малко гориво, нека да лети до Венера".

Но как да се определи колко гориво е необходимо, че ракетата падна в океана с празен резервоар, и полетя към Марс?

Escape скорост.
Децата също се опитаха да принудят ракета да лети по-висока. Дори се сдобива с учебник по аеродинамика, прочетете за Навие - Стокс уравнението, но не разбирам и просто прикрепен рязко ракета нос.

Минавайки стария си приятел Hottabych и се чудеха какво тъжно момчета.

- О, дядо, ако имахме безкрайно ракетно гориво и ниско тегло, то вероятно ще отлетя за небостъргач, или дори до самия връх на планината.
- това няма значение, Костя - ибн - Едуард - Hottabych каза, дърпане на миналата косата - нека ракетно гориво нямат край.

Joyful деца стартира ракета и я изчака да се върне на земята. Ракетата лети до небостъргача, а на върха на планината, но не спря и отлетя, докато не изчезна от погледа. По този начин, ако погледнем към бъдещето, това ракета напусна земята, излетя от Слънчевата система, нашата галактика и полетя в под-скорост на светлината, за да завладее необятността на Вселената.

Децата бяха изумени, тъй като тяхната малка ракета да лети до момента. В крайна сметка, на училището каза, че за да не падне обратно на земята, скоростта не трябва да бъде по-малко от второто място (11, на 2 км / сек. Е тяхната малка ракета може да се развие такава скорост?
Но родителите им - инженерите обясниха, че ако ракета безкраен доставка на гориво, той ще бъде в състояние да лети навсякъде, ако е теглещата сила по-големи гравитационни сили и силите на триене. Тъй като ракетата може да лети, тракшън достатъчно, а в отворено пространство е още по-лесно.

Escape скорост - това не е скоростта, с която трябва да бъде на ракетата. Това е скоростта, с която трябва да хвърли топката от земята, така че той не се върне в него. В началото на кампанията, за разлика от играта, има двигатели. Не За това е важно да ускори, а общата инерция.

Най-трудната част за ракети - за преодоляване на първата част на пътя. На първо място, тежестта на повърхността е по-силна. На второ място, в земя плътна атмосфера, която е много горещо за полети на тези скорости. И струя ракетни двигатели, които работят в нея е по-лошо, отколкото във вакуум. Затова сега лети многостепенна ракета: на първия етап бързо консумират им на гориво и отделя и улеснено корабът плава върху други двигатели.

Константин Циолковски мислил за този проблем и се изкачи с космически асансьор (също през 1895 г. След това, разбира се, се смея на себе си. Въпреки това, му се изсмя, а защото на ракети и спътници и космически станции, а дори и да не го считат от този свят "ние имаме повече коли не са напълно измислени, и тя се събира в Космоса".

След това учените са отразени и проникна, той лети ракета стартира спътника, построена в близост до орбиталните станции, в които са колонизирали хора. Над Циолковски никой не смее, а напротив, той е много уважаван. И когато отвори графенови нанотръби тежкотоварни и са сериозно мисли за "Стълба към небето".

Защо не спътници падат?
Всеки знае за центробежната сила. Така, ако един бърз обрат топката на връв, той пада на земята. Опитайте се да бързо да разгърне играта, а след това постепенно забави скоростта. В един момент, той ще спре да върти и да падне. Това е минималната скорост, с която центробежната сила ще балансира силата на гравитацията на Земята. Само в случай, за да се превърне топката по-бързо, въжето ще се удължи повече (и в някакъв момент на разрушаване.

Между земята и спътниците също имат "въже" - гравитацията. Но това не може да се извади разлика от конвенционалните въже. В този случай, ако "Spin" спътник по-бързо, отколкото е необходимо, той "слиза" (и отива в елиптична орбита, или дори да отлети. Колкото по-близо спътника на земята, толкова по-бързо трябва да е "готино". Топката е на кратко въжето също се оказва по-бързо от дълго време.

Важно е да се помни, че орбиталната (линейни) скоростта на спътника - това не е за скоростта спрямо земята. По този начин, ако е писано, че спътникът орбитална скорост 3. 07 км / сек, това не означава, че той се носи над повърхността като луд. Орбиталният скоростта на точки на земния екватор, наред с други неща, 465 м / сек (земята се върти съгласно инат Galileo.

В действителност, не линейна скорост, изчислена за една топка на конци и за сателита и ъгъла (колко пъти в секунда прави тялото.

Така че, ако се намери такава орбита, че ъгловата скорост на спътника и повърхността на Земята ще бъде същата, а след това на спътника ще виси над една точка на повърхността. Такава орбита ние открихме, и той се нарича геостационарна орбита (GEO. Сателитите виси неподвижно над екватора, а хората не трябва да се обърне на съда и "Хвани сигнала."

Beanstalk.
Но какво, ако такъв спътник по-късно с въже на земята, тъй като тя е надвиснала над една точка? Към другия край на вратовръзката сателитния товари, центробежната сила ще се увеличи и ще продължи и на спътник, и въжето. В крайна сметка, топката не попада, ако е добре да се размотавам. След това можем да се повиши на това въже товар директно в орбита, и да забравим колко ужасно мечта многостепенна ракета zhruschey гориво килотона с малък капацитет.
Скорост на движение в атмосферата в натоварването ще бъде малък, така че няма да се загрява, за разлика от ракетата. И енергията, необходима да се вдигне по-малко, тъй като има опорна точка.

Основният проблем - масата на въжето. Преди геостационарната орбита на Земята на 35 хиляди километра. Само в случай, че издържат до геостационарна орбита стомана диаметър на линия за риболов от 1 мм, а теглото му е 212 тона (и неговата нужда да се изтеглят много по-далеч, за да се противодейства на повдигане центробежна сила. В същото време той трябва да поддържа теглото си, а теглото на товара.

За щастие, в този случай от малко помощ, че за това, което по физика учителите често критикувани учениците, тегло и маса - различни неща. Колкото по-далече кабела се простира от земята, толкова повече той губи тегло. Въпреки специфичната сила на кабела все още предстои да бъде огромен.

От въглеродни нанотръби имат инженери надежда. Сега една нова технология, и ние не можем да се обърне на тръбата в дълго въже. И това е невъзможно да се постигне максимално тяхната сила дизайн. Но кой знае какво ще се случи след това?