Kosmik tunnellar va boshidagi temir yoki nima uchun bizga Vostochniy kosmodromi kerak

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Boshqa kuni mendan Vostochniy kosmodromidan birinchi parvozga bag'ishlangan RIA Novosti infografikasi bilan maslahatlashishni so'rashdi. Va material formatining cheklovlari tufayli bitta asosiy soddalashtirish bo'ladi. Aslida, bizga "Vostochniy" kosmodromi kerak emas, chunki fuqarolik uchirmalarining aksariyati Bayqo'ng'ir kosmodromidan amalga oshiriladi.

Ammo bu bizga nima uchun kerakligini tushuntirish uchun nima uchun kosmik kemaning orbitasini tunnel bilan solishtirish mumkinligini, shuningdek, osmondan qanday "temir" tushishini va kimga tushishini tushuntirishimiz kerak.

Osmonda tunnel

Orbital harakat fizikasi mutlaqo ziddir. Aksincha, bu oddiy odam tasavvur qilgan narsaning aksi. Va hatto realizmga intilayotgan yaxshi filmlar ham sun'iy yo'ldoshlar va kosmik kemalar qanday uchishi haqida mutlaqo noto'g'ri tasavvur beradi. Xabbldan ISSga, keyin esa Xitoy stantsiyasiga mashhur uchib ketgan "Gravity" ni eslaysizmi? Agar orbital balandliklardagi farqni bekor qilsak ham, orbital harakatning bir parametri bunday parvozlarning eng kichik imkoniyatini ham o'ldiradi. Ushbu parametr "orbital moyillik" deb ataladi.

Orbitaning moyilligisun'iy yo'ldosh orbitasi tekisligi va ekvator tekisligi orasidagi burchak (Yer sun'iy yo'ldoshi uchun)

Masalan, "Gravity" ishi uchun rasm quyidagicha bo'ladi:

Va orbitalarning tekisliklari umuman mos kelmasligi muammo emas. Haqiqiy muammo shundaki, past dumaloq orbita uchun (va Hubble, ISS, Tiangong va boshqa sun'iy yo'ldoshlarning massasi past dumaloq orbitadir), moyillikning o'zgarishi juda qimmatga tushadi. Orbitani 45 ° ga "aylantirish" uchun biz tezlikni taxminan 8 km / s ga o'zgartirishimiz kerak, xuddi orbitaga kirishimiz kerak bo'lgan miqdor. Tezlikni o'zgartirish esa yonilg'i sarfi va bosqichlarni qayta o'rnatishdir. Ya'ni, agar massasi 300 tonna bo'lgan raketa orbitaga 7 tonna qo'ysa, u holda egilish 45 ° ga o'zgargandan so'ng, faqat 150 kilogramm qoladi. Aslida, har bir orbital ko'rinmas tunnel ichida uchadi, uning diametri uning tezligini o'zgartirish qobiliyatiga bog'liq. Shuning uchun, sun'iy yo'ldoshlarni uchirishda ular darhol ularni kerakli moyillikka etkazishga harakat qilishadi.

Qattiq yo'llar

Mavjud orbitalar uchun qanday moyillik ishlatiladi? Hozirgi vaqtda Yer orbitasida ko'plab sun'iy yo'ldoshlar mavjud:

Agar diqqat bilan qarasangiz, ba'zi orbitalarda ko'proq sun'iy yo'ldoshlar borligini ko'rishingiz mumkin. Mana, sun'iy yo'ldoshlarning Yerga nisbatan harakatini ko'rsatadigan rasm:

Geostatsionar orbita (yashil). Bu dumaloq orbita boʻlib, balandligi 36000 km va egilishi 0°. Undagi sun'iy yo'ldosh er yuzasining bir nuqtasi ustida joylashgan, shuning uchun rasmda to'g'ri geostatsionar orbita yashil nuqta bilan ko'rsatilgan. Yashil halqalar noto'g'ri sun'iy yo'ldoshlar yoki yoqilg'i yo'qligi. Geostatsionar orbita oyning bezovta qiluvchi ta'siri ostida va siz faqat o'rnida qolish uchun yoqilg'i sarflashingiz kerak. Ushbu orbitada telekommunikatsiya sun'iy yo'ldoshlari yashaydi, ular foydalidir, shuning uchun undagi bo'sh joylarni topish allaqachon qiyin.

GLONAS / GPS orbitalari (ko'k va qizil). Ushbu orbitalar taxminan 20 000 kilometr balandlikda va 60 ° atrofida moyillikka ega. Nomidan ko'rinib turibdiki, ular navigatsiya sun'iy yo'ldoshlarini olib yurishadi.

Polar orbitalar (sariq). Ushbu orbitalar 90 ° mintaqada moyil bo'lib, balandligi odatda 1000 km dan oshmaydi. Bunday holda, sun'iy yo'ldosh har bir inqilobda qutblar ustidan uchib o'tadi va Yerning butun hududini ko'radi. Bunday orbitalarning alohida kichik turi 600-800 km balandlikdagi va 98 ° nishabli quyosh-sinxron orbitalar bo'lib, ularda sun'iy yo'ldoshlar Yerning turli qismlari bo'ylab taxminan bir xil mahalliy vaqtda uchadi. Ushbu orbitalar meteorologik, xaritalash va razvedka yo'ldoshlari uchun talabga ega.

Bundan tashqari, 450 km balandlikdagi va 51,6 ° nishabli ISS orbitasini ta'kidlash kerak.

Yuraksiz geografiya

Xo'sh, biz kayfiyatlarni aniqladik, o'quvchi aytadi. Va kosmodrom qayerda? Gap shundaki, bunday yoqimsiz jismoniy qonun mavjud:

Orbitaning dastlabki moyilligi kosmodrom kengligidan kam bo'lishi mumkin emas

Nega bunday? Agar biz sun'iy yo'ldoshning traektoriyasini Yer xaritasiga chizsak, hamma narsa aniqroq bo'ladi:

Agar biz Bayqo'ng'irdan boshlanib, sharqqa tezlasha boshlasak, u holda biz Bayqo'ng'ir kengligining 45 ° (qizil) moyilligi bilan orbitaga ega bo'lamiz. Agar biz shimoli-sharqqa tezlasha boshlasak, u holda orbitaning eng shimoliy nuqtasi Baykonur shimolida bo'ladi, ya'ni moyillik kattaroq (sariq) bo'ladi. Agar biz aldashga harakat qilsak va janubi-sharqqa tezlasha boshlasak, natijada paydo bo'lgan orbita hali ham Bayqo'ng'irning shimolidagi eng shimoliy nuqtasiga va yana kattaroq moyillikka ega bo'ladi (ko'k).

Ammo bunday orbita jismoniy jihatdan mumkin emas, chunki u Yerning massa markazidan o'tmaydi. Aniqrog‘i, dvigatel o‘chirilgan holda uchib bo‘lmaydi. Dvigatelning ishlashi bilan bir muddat bunday orbitada bo'lishingiz mumkin, ammo yoqilg'i juda tez tugaydi.

Shunday qilib, agar biz sun'iy yo'ldoshlarni ekvatordan emas, balki geostatsionar orbitaga chiqarmoqchi bo'lsak, qandaydir yo'l bilan yonilg'i iste'mol qiladigan orbital moyillikni tiklashimiz kerak. Aynan mana shu xarajatlar o'sha Soyuz-2.1a raketasi nega ekvator yaqinidagi Kuru kosmodromidan sun'iy yo'ldoshlarni geostatsionar orbitaga muvaffaqiyatli olib chiqqanini, ammo Bayqo'ng'irdan bu vazifalarni bajarishda foydalanilmasligini tushuntiradi.

Rossiya shimoliy davlat. Agar sun'iy yo'ldoshlar 63 ° kenglikda joylashgan Plesetskdan qutb va GLONASS orbitalariga xavfsiz tarzda chiqarilishi mumkin bo'lsa, u holda geostatsionar orbita uchun kosmodrom qanchalik janubda joylashgan bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Va bu erda ikkinchi muammo kuchga kiradi - har bir hudud kosmodrom uchun mos emas.

Kumpolga qadam qo'ying

Barcha zamonaviy raketalar, sun'iy yo'ldoshni uchirishda, Yerga tushadigan eski bosqichlarni va burun pardasini tashlaydi. Agar halokat joyi boshqa davlatda bo'lsa, har bir ishga tushirish uchun o'sha davlat bilan muzokaralar olib borishingiz kerak. Shuning uchun, masalan, Bayqo'ng'ir kosmodromining minimal moyilligi 45 ° emas, balki 51 ° ni tashkil qiladi, chunki aks holda ikkinchi bosqich Xitoyga tushadi:

Birinchi bosqich tushib ketgan joyda esa Qozog‘iston bilan muzokaralar olib borish va bu maydonlardan foydalanish uchun pul to‘lash kerak. Ba'zida muammolar yuzaga keladi va sun'iy yo'ldoshlarni ishga tushirish kechiktiriladi. Kuzning joylari juda katta bo'lishi kerak:

Va Rossiyaning Evropa qismida kosmodrom uchun yaxshi joylar yo'q. Men xaritalar bilan o'ynadim, Kavkazda siz Mozdok mintaqasidan qochishingiz va uchishga harakat qilishingiz mumkin, ammo shunga qaramay, ikkinchi bosqichlar Qozog'istonga tushmasligi uchun harakat qilishingiz kerak bo'ladi. Agar siz Qrimdan raketa uchirsangiz, birinchi bosqich Rostov-Don yaqinidagi aholi punktlariga tushadi, ikkinchi bosqich esa yana Qozog'istonga tushishga intiladi. Va bu ikkala variantda ham infratuzilma muammolarini hisobga olmaydi. Ushbu fonda siz AQSh kosmodromlari uchun mavjud bo'lgan moyillikni ko'rib chiqasiz va fizika va geografiyaning yuraksizligidan afsuslanasiz.

Ammo bizda sharqiy qirg'oq ham bor. Va agar biz u erda kosmodromni joylashtirsak, u holda eng ko'p talab qilinadigan moyilliklar uchun sarflangan bosqichlarning tushishi uchun uzoq joylarni topish mumkin bo'ladi: 51, 6 ° (XKS va geostatsionar orbitaga), 64, 8 ° (GLONASS)., ba'zi Yerni sezuvchi sun'iy yo'ldoshlar), 98 ° (qutb orbitasiga).

Yana bir marta tezis

"Vostochniy" kosmodromi bizga foydali yuklarni geostatsionar orbitaga va XKSga boshqa mamlakatlar bilan muvofiqlashtirish va istisno zonalaridan foydalanganlik uchun to'lamasdan turib olish imkonini beradi. U mamlakatning janubiy qismida joylashgan bo'lib, Bayqo'ng'irdan kam bo'lmagan boshlang'ich orbital moyillikni ta'minlaydi. Boyqo'ng'irda yangi Angara raketasi uchun ishga tushirish majmuasini qurish mantiqiy emas (yana uchirilish va qulash joylarini muvofiqlashtirish), ammo Vostochniydan u kam yukni ta'minlaydi.

Qiziqarli kichik narsa: Kurudagi kabi xizmat ko'rsatish minorasi bo'lgan yangi ishga tushirish majmuasi g'arbiy foydali yuklarni uchirishga imkon beradi, ular raketaga tik holatda o'rnatilishi kerak.

Bonus, shuningdek, infratuzilmaning rivojlanishi, hududning, ilm-fan shahrining rivojlanishiga turtki va boshqalar.

UPD: infografika chiqdi. Afsuski, biz sun'iy yo'ldoshlarni joylashtirishni qayta chizishga vaqtimiz yo'q edi. Hali ham juda qisqacha, biz bu erda yozilgan narsalarni tushuntirishga harakat qildik. Menimcha, bu juda yaxshi chiqdi.