Täna tundub iga uudistes kajastatav raketiheitmine elu tuttav osa. Linnarahva huvi tekib reeglina alles siis, kui tegemist on grandioossete kosmoseuuringute projektidega või juhtub tõsiseid õnnetusi. Ent mitte väga ammu, eelmise sajandi teise poole alguses, pani iga raketi start mõneks ajaks kogu riigi tarduma, kõik jälgisid õnnestumisi ja õnnetusi. See oli ka kosmoseajastu alguses Ameerika Ühendriikides ja seejärel kõigis riikides, kus nad käivitasid oma lennuprogrammid tähtede poole. Just nende aastate õnnestumised ja ebaõnnestumised panid aluse raketiteaduse ja koos sellega kosmodroomide ja üha arenenumate seadmete kasvamisele. Ühesõnaga, rakett oma ajaloo, ehituslike omaduste ja statistikaga väärib tähelepanu.
Põhiline lühid alt
Kanderakett on mitmeastmelise ballistilise raketi variant, milleeesmärk on teatud veoste kosmosesse saatmine. Olenev alt stardisõiduki missioonist võib rakett viia selle geotsentrilisele orbiidile või anda kiirenduse Maa gravitatsioonitsoonist lahkumiseks.
Valdav enamikul juhtudel toimub raketi startimine vertikaalasendist. Väga harva kasutatakse õhusõiduki tüüpi, kui seade tarnitakse esm alt lennuki või muu sarnase seadmega teatud kõrgusele ja seejärel käivitatakse.
Mitmeastmeline
Üks viis kanderakettide klassifitseerimiseks on nendes sisalduvate etappide arv. Seadmed, mis sisaldavad ainult ühte sellist taset ja on võimelised kandma kosmosesse kasulikku lasti, jäävad tänapäeval vaid disainerite ja inseneride unistuseks. Maailma kosmosesadamate peategelane on mitmeastmeline aparaat. Tegelikult on see rida ühendatud rakette, mis lülitatakse lennu ajal järjest sisse ja pärast ülesande täitmist katkestatakse.
Sellise kujunduse vajadus seisneb gravitatsiooni ületamise raskustes. Rakett peab pinn alt tõstma oma raskuse, mis sisaldab peamiselt tonni kütust ja tõukejõudu, aga ka kasuliku koorma raskust. Protsentuaalselt moodustab viimane vaid 1,5-2% raketi stardimassist. Lennule kulunud etappide lahtiühendamine muudab ülejäänud etappide jaoks lihtsamaks ja muudab lennu tõhusamaks. Sellel konstruktsioonil on ka varjukülg: see esitleberinõuded kosmoseväljakutele. Vaja on inimestevaba tsooni, kuhu kulutatud etapid langevad.
Taaskasutatav
On selge, et selle disainiga ei saa võimendit kasutada rohkem kui üks kord. Teadlased töötavad aga pidev alt selliste projektide loomise kallal. Täielikult taaskasutatavat raketti tänapäeval ei eksisteeri, kuna on vaja kasutada kõrgtehnoloogiaid, mis pole veel inimestele kättesaadavad. Sellest hoolimata on osaliselt korduvkasutatava seadme programm rakendatud - see on Ameerika kosmosesüstik.
Tuleb märkida, et üks põhjusi, miks arendajad üritavad luua korduvkasutatavat raketti, on soov vähendada sõidukite väljalaskmise kulusid. Kuid kosmosesüstik ei toonud selles mõttes oodatud tulemusi.
Esimene raketi start
Kui minna tagasi probleemi ajaloo juurde, siis tegelike kanderakettide ilmumisele eelnes ballistiliste rakettide loomine. Ühte neist, Saksa "V-2", kasutasid ameeriklased esimestel katsetel kosmosesse "käe ulatada". Veel enne sõja lõppu, 1944. aasta alguses, sooritati mitu vertikaalset kaatrit. Rakett jõudis 188 km kõrgusele.
Märkimisväärsemad tulemused saavutati viis aastat hiljem. USA-s White Sandsi katseobjektil toimus raketi start. See koosnes kahest etapist: V-2 ja VAK-Kapral rakettidest ning suutis jõuda 402 km kõrgusele.
Esimene võimendus
Samas 1957. aastat peetakse kosmoseajastu alguseks. Siis lasti teele esimene igas mõttes tõeline kanderakett, Nõukogude Sputnik. Starditi Baikonuri kosmodroomil. Rakett sai ülesandega eduk alt hakkama – saatis orbiidile esimese kunstliku Maa satelliidi.
Raketti Sputnik ja selle modifikatsiooni Sputnik-3 käivitati kokku neli korda, millest kolm õnnestusid. Seejärel loodi selle seadme põhjal terve kanderakettide perekond, mida eristasid suurenenud võimsusväärtused ja mõned muud omadused.
1957. aastal tehtud raketi kosmosesse saatmine oli mitmes mõttes märkimisväärne sündmus. See tähistas uue etapi algust ümbritseva ruumi inimlikus uurimises, avas tegelikult kosmoseajastu, tõi välja tolleaegse tehnoloogia võimalused ja piirangud ning andis NSV Liidule ka kosmosevõidusõidus Ameerika ees märgatava eelise.
Moodne lava
Tänapäeval peetakse kõige võimsamateks Venemaal toodetud Proton-M kanderakette, Ameerika Delta-IV Heavyt ja Euroopa Ariane-5. Seda tüüpi raketi väljalaskmine võimaldab saata kuni 25 tonni kaaluva kasuliku koorma madalale Maa orbiidile 200 km kõrgusele. Sellised seadmed on võimelised kandma geostatsionaarsele orbiidile ligikaudu 6-10 tonni ja geostatsionaarsele orbiidile 3-6 tonni.
Tasub peatuda Protoni kanderakettide juures. Ta mängis olulist rolli Nõukogude ja Venemaa kosmoseuuringutes. Seda kasutati sellekserinevate mehitatud programmide rakendamine, sealhulgas moodulite saatmiseks orbitaaljaama Mir. Tema abiga toimetati kosmosesse Zarya ja Zvezda, ISSi kõige olulisemad plokid. Hoolimata asjaolust, et mitte kõik seda tüüpi rakettide hiljutised stardid pole olnud edukad, on Proton endiselt kõige populaarsem kanderakett: aastas tehakse umbes 10–12 stardikorda.
Väliskolleegid
"Ariane-5" on "Protoni" analoog. Sellel kanderaketil on mitmeid erinevusi Venemaa omast, eelkõige on selle väljalaskmine palju kallim, kuid sellel on ka suur kandevõime. Ariane-5 on võimeline saatma geo-vaheorbiidile korraga kaks satelliiti. Just seda tüüpi kosmoseraketi startist sai alguse kuulsa Rosetta sondi missioon, millest sai pärast kümneaastast lendu Tšurjumov-Gerasimenko komeedi satelliit.
"Delta-IV" alustas oma "karjääri" 2002. aastal. Üks selle modifikatsioone, Delta IV Heavy, oli 2012. aasta andmetel kanderakettide seas suurim kandevõime maailmas.
Edu koostisosad
Edukas raketi start ei põhine ainult aparaadi ideaalsetel tehnilistel omadustel. Palju sõltub lähtepunkti valikust. Kosmoseväljaku asukoht mängib kanderaketi missiooni õnnestumisel olulist rolli.
Satelliidi orbiidile saatmise energiakulud vähenevad, kui selle kaldenurk vastab selle piirkonna geograafilisele laiuskraadile, kus orbiidile saadetakse. Kõige olulisem on nende parameetritega arvestada geostatsionaarsele orbiidile toimetatud sõidukite käivitamisel. Ideaalne koht alustamisekssellistest rakettidest on ekvaator. Hälve ekvaatorist kraadi kohta tähendab vajadust suurendada kiirust veel 100 m / s. Selle parameetri järgi on enam kui 20 maailma kosmosesadama hulgas kõige soodsama positsiooni Euroopa Kourou, mis asub 5º laiuskraadil, Brasiilia Alcantara (2, 2º), aga ka ujuv kosmosesadam Sea Launch. mis võivad rakette otse ekvaatorilt välja lasta.
Suund on oluline
Teine punkt on seotud planeedi pöörlemisega. Ekvaatorilt välja lastud raketid saavad kohe päris muljetavaldava kiiruse ida suunas, mis on seotud just nimelt Maa pöörlemisega. Sellega seoses on kõik lennutrajektoorid reeglina idasuunas. Iisraelil on selles osas õnnetu. Ta peab saatma rakette läände, tehes täiendavaid jõupingutusi, et maakera pöörlemisest üle saada, kuna riigi idaosas on vaenulikud riigid.
Tühista väli
Nagu juba mainitud, langevad kasutatud raketiastmed Maale ja seetõttu peaks sobiv tsoon paiknema kosmodroomi läheduses. Suurepärane võimalus on ookean. Suurem osa kosmodroomidest ja asub seetõttu rannikul. Hea näide on Canaverali neem ja siin asuv Ameerika kosmosesadam.
Venemaa stardikohad
Meie riigi kosmosesadamad loodi külma sõja ajal ja seetõttu ei saanud need asuda Põhja-Kaukaasias ega Kaug-Idas. Esimene rakettide väljalaskmise katsepaik oli Kasahstanis asuv Baikonur. Seal on madal seismiline aktiivsus, hea ilm suurema osa aastast. Võimalik raketielementide kukkumine Aasia riikidele jätab katsepolügooni tööle teatud jälje. Baikonuris tuleb lennutrajektoori hoolik alt paika panna, et kulutatud etapid ei satuks elamupiirkondadesse ja raketid ei satuks Hiina õhuruumi.
Kaug-Idas asuval Svobodnõi kosmodroomil on sügisväljade paigutus kõige edukam: need langevad ookeanile. Teine kosmosesadam, kus võib sageli raketi starti näha, on Plesetsk. See asub kõigist teistest sarnastest kohtadest maailmas põhja pool ja on ideaalne koht sõidukite polaarorbiitidele saatmiseks.
Rakettide väljalaskmise statistika
Üldiselt on alates sajandi algusest aktiivsus maailma kosmosesadamates märgatav alt langenud. Kui võrrelda selle valdkonna kaht juhtivat riiki USA-d ja Venemaad, siis esimene toodab aastas oluliselt vähem käike kui teine. Ajavahemikul 2004–2010 (kaasa arvatud) lasti Ameerika kosmosesadamadest välja 102 raketti, mis täitsid oma ülesande eduk alt. Lisaks oli viis ebaõnnestunud starti. Meie riigis lõpetati eduk alt 166 starti ja kaheksa lõppes õnnetusega.
Ebaõnnestunud seadmete turuletoomist Venemaal paistavad silma Proton-M õnnetused. Aastatel 2010–2014 ei läinud selliste rikete tagajärjel kaduma mitte ainult kanderaketid, vaid ka mitu Venemaa satelliiti, aga ka üks välismaa seade. Sarnane olukord ühe võimsaima kanderaketiga ei jäänud märkamata: ametnikud vallandati,Nende rikete ilmnemisel hakati välja töötama projekte meie riigi kosmosetööstuse moderniseerimiseks.
Tänapäeval, nagu 40–50 aastat tagasi, on inimesed endiselt huvitatud kosmoseuuringutest. Praegust etappi iseloomustab täieõiguslik rahvusvahelise koostöö võimalus, mida ISS-i projektis eduk alt rakendatakse. Paljud punktid nõuavad aga täpsustamist, kaasajastamist või ülevaatamist. Tahaks uskuda, et uute teadmiste ja tehnoloogiate kasutuselevõtuga muutub stardistatistika aina rõõmsamaks.
