วันนี้ การเปิดตัวจรวดใด ๆ ที่อยู่ในข่าวดูเหมือนจะเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตที่คุ้นเคย ตามกฎแล้วความสนใจของชาวกรุงจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีโครงการขนาดใหญ่สำหรับการสำรวจอวกาศหรือเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ไม่นานมานี้ ในตอนต้นของครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมา การปล่อยจรวดแต่ละครั้งทำให้คนทั้งประเทศหยุดนิ่งชั่วขณะ ทุกคนติดตามความสำเร็จและอุบัติเหตุ นอกจากนี้ยังเป็นช่วงเริ่มต้นของยุคอวกาศในสหรัฐอเมริกาและในทุกประเทศที่พวกเขาเปิดตัวโปรแกรมการบินสู่ดวงดาว ความสำเร็จและความล้มเหลวในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเป็นรากฐานของการเติบโตของวิทยาศาสตร์จรวด จักรวาล และอุปกรณ์ขั้นสูงมากขึ้นเรื่อยๆ พูดง่ายๆ ก็คือ จรวดที่มีประวัติ ลักษณะโครงสร้าง และสถิตินั้นควรค่าแก่การเอาใจใส่
พื้นฐานโดยสังเขป
ยานยิงรุ่นนี้เป็นแบบหลายขั้นตอนของขีปนาวุธซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อส่งสินค้าบางรายการออกสู่อวกาศ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับภารกิจของยานพาหนะที่ปล่อย จรวดสามารถวางมันลงในวงโคจร geocentric หรือเร่งความเร็วเพื่อออกจากเขตแรงโน้มถ่วงของโลก
ในกรณีส่วนใหญ่ การปล่อยจรวดเกิดขึ้นจากตำแหน่งแนวตั้ง ไม่ค่อยมีการใช้ประเภทยิงอากาศ เมื่ออุปกรณ์ถูกส่งครั้งแรกโดยเครื่องบินหรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันที่ความสูงระดับหนึ่ง จากนั้นจึงเปิดตัว
หลายฉาก
วิธีหนึ่งในการจำแนกประเภทยานเกราะคือจำนวนด่านที่พวกมันมีอยู่ อุปกรณ์ที่มีระดับดังกล่าวเพียงระดับเดียวเท่านั้นและสามารถส่งน้ำหนักบรรทุกสู่อวกาศได้ในปัจจุบันยังคงเป็นเพียงความฝันของนักออกแบบและวิศวกร ตัวละครหลักที่ท่าเรือของโลกคืออุปกรณ์หลายขั้นตอน อันที่จริงมันเป็นชุดของขีปนาวุธที่เชื่อมต่อซึ่งจะเปิดขึ้นตามลำดับในระหว่างการบินและตัดการเชื่อมต่อหลังจากเสร็จสิ้นภารกิจของพวกเขา
การออกแบบดังกล่าวต้องอาศัยความยากในการเอาชนะแรงโน้มถ่วง จรวดต้องยกน้ำหนักของตัวเองขึ้นจากพื้นผิว ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงและแรงขับเป็นตันเป็นส่วนใหญ่ ตลอดจนน้ำหนักบรรทุก ในแง่เปอร์เซ็นต์ ส่วนหลังมีเพียง 1.5-2% ของมวลการเปิดตัวของจรวด การยกเลิกการเชื่อมต่อขั้นตอนที่ใช้ไปในเที่ยวบินทำให้ขั้นตอนที่เหลือง่ายขึ้นและทำให้เที่ยวบินมีประสิทธิภาพมากขึ้น การก่อสร้างนี้ก็มีข้อเสียเช่นกัน: มันนำเสนอข้อกำหนดพิเศษสำหรับยานอวกาศ จำเป็นต้องมีเขตปลอดผู้คนซึ่งขั้นตอนที่ใช้ไปจะลดลง
ใช้ซ้ำได้
มันชัดเจนว่าด้วยการออกแบบนี้ บูสเตอร์ไม่สามารถใช้ได้มากกว่าหนึ่งครั้ง อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างโครงการดังกล่าว ปัจจุบันจรวดที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ทั้งหมดไม่มีอยู่จริง เนื่องจากความจำเป็นในการใช้เทคโนโลยีชั้นสูงที่มนุษย์ยังไม่มี อย่างไรก็ตาม มีโปรแกรมการใช้งานของอุปกรณ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้บางส่วน - นี่คือกระสวยอวกาศอเมริกัน
ควรสังเกตว่าเหตุผลหนึ่งที่นักพัฒนาพยายามสร้างจรวดที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้คือความปรารถนาที่จะลดต้นทุนในการเปิดตัวยานพาหนะ อย่างไรก็ตาม กระสวยอวกาศไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่คาดหวังในแง่นี้
ปล่อยจรวดครั้งแรก
หากเราย้อนกลับไปที่ประวัติศาสตร์ของปัญหา การปรากฏตัวของยานยิงจริงนั้นนำหน้าด้วยการสร้างขีปนาวุธนำวิถี หนึ่งในนั้นคือ "V-2" ของเยอรมันถูกใช้โดยชาวอเมริกันในความพยายามครั้งแรกในการ "เอื้อมมือออกไป" สู่อวกาศ แม้กระทั่งก่อนสิ้นสุดสงคราม ในต้นปี 1944 มีการเปิดตัวการยิงในแนวดิ่งหลายครั้ง จรวดมีความสูง 188 กม.
ห้าปีต่อมาได้ผลลัพธ์ที่สำคัญยิ่งขึ้น มีการปล่อยจรวดในสหรัฐอเมริกาที่ไซต์ทดสอบ White Sands ประกอบด้วยสองขั้นตอน: จรวด V-2 และ VAK-Kapral และสามารถเข้าถึงความสูง 402 กม.
บูสเตอร์แรก
อย่างไรก็ตาม พ.ศ. 2500 ถือเป็นจุดเริ่มต้นของยุคอวกาศ จากนั้นยานยิงจริงคันแรกในทุกแง่มุมคือ โซเวียต สปุตนิก ได้เปิดตัว การเปิดตัวเกิดขึ้นที่ Baikonur Cosmodrome จรวดสามารถรับมือกับภารกิจได้สำเร็จ - ปล่อยดาวเทียม Earth เทียมดวงแรกขึ้นสู่วงโคจร
การเปิดตัวจรวดสปุตนิกและการดัดแปลงสปุตนิก-3 ได้ดำเนินการทั้งหมดสี่ครั้ง โดยสามครั้งประสบความสำเร็จ จากนั้น บนพื้นฐานของอุปกรณ์นี้ ยานเปิดตัวทั้งครอบครัวก็ถูกสร้างขึ้น โดยมีความแตกต่างจากค่าพลังงานที่เพิ่มขึ้นและคุณลักษณะอื่นๆ
การปล่อยจรวดสู่อวกาศซึ่งสร้างขึ้นในปี 2500 เป็นเหตุการณ์สำคัญหลายประการ มันเป็นจุดเริ่มต้นของเวทีใหม่ในการสำรวจอวกาศของมนุษย์โดยแท้จริงเปิดยุคอวกาศชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้และข้อ จำกัด ของเทคโนโลยีในเวลานั้นและยังทำให้สหภาพโซเวียตมีความได้เปรียบเหนืออเมริกาในการแข่งขันอวกาศ
เวทีสมัยใหม่
วันนี้ ยานเกราะ Proton-M ที่ผลิตในรัสเซีย, American Delta-IV Heavy และ European Ariane-5 ถือว่าทรงพลังที่สุด การเปิดตัวจรวดประเภทนี้ทำให้สามารถเปิดตัวสินค้าที่มีน้ำหนักมากถึง 25 ตันสู่วงโคจรโลกต่ำที่ระดับความสูง 200 กม. อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถบรรทุกได้ประมาณ 6-10 ตันไปยังวงโคจรค้างฟ้า และ 3-6 ตันไปยังวงโคจรค้างฟ้า
มันคุ้มค่าที่จะหยุดรถโปรตอน เขามีบทบาทสำคัญในการสำรวจอวกาศของสหภาพโซเวียตและรัสเซีย ใช้สำหรับการใช้งานโปรแกรมควบคุมต่างๆ รวมถึงการส่งโมดูลไปยังสถานี Mir orbital ด้วยความช่วยเหลือของเขา Zarya และ Zvezda ซึ่งเป็นกลุ่มที่สำคัญที่สุดของ ISS ถูกส่งไปยังอวกาศ แม้ว่าการเปิดตัวจรวดประเภทนี้จะไม่ประสบความสำเร็จในเร็วๆ นี้ทั้งหมด แต่โปรตอนยังคงเป็นยานพาหนะสำหรับปล่อยที่ได้รับความนิยมมากที่สุด: มีการเปิดตัวประมาณ 10-12 ครั้งต่อปี
เพื่อนร่วมงานต่างชาติ
"Ariane-5" เป็นแอนะล็อกของ "Proton" ยานยิงรุ่นนี้มีความแตกต่างจากรัสเซียหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเปิดตัวมีราคาแพงกว่ามาก แต่ก็มีความสามารถในการบรรทุกที่มาก Ariane-5 สามารถปล่อยดาวเทียมสองดวงขึ้นสู่วงโคจรระดับ geo-intermediate ได้ในคราวเดียว มันคือการเปิดตัวจรวดอวกาศประเภทนี้ซึ่งกลายเป็นจุดเริ่มต้นของภารกิจของยานสำรวจ Rosetta อันโด่งดังซึ่งหลังจากผ่านไปสิบปีของการบินก็กลายเป็นดาวเทียมของดาวหาง Churyumov-Gerasimenko
"Delta-IV" เริ่ม "อาชีพ" ในปี 2002 หนึ่งในการปรับเปลี่ยน Delta IV Heavy ตามปี 2012 มีน้ำหนักบรรทุกมากที่สุดในโลก
ส่วนผสมแห่งความสำเร็จ
การปล่อยจรวดที่ประสบความสำเร็จไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเทคนิคในอุดมคติของอุปกรณ์เท่านั้น มากขึ้นอยู่กับการเลือกจุดเริ่มต้น ที่ตั้งของยานอวกาศมีบทบาทสำคัญในความสำเร็จของภารกิจของยานยิง
พลังงานในการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรจะลดลงหากมุมเอียงสอดคล้องกับละติจูดทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ที่ปล่อยดาวเทียม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการพิจารณาพารามิเตอร์เหล่านี้สำหรับการเปิดตัวยานพาหนะที่ส่งไปยังวงโคจรค้างฟ้า จุดเริ่มต้นที่สมบูรณ์แบบของจรวดดังกล่าวคือเส้นศูนย์สูตร ความเบี่ยงเบนต่อองศาจากเส้นศูนย์สูตรแปลว่าต้องเพิ่มความเร็วอีก 100 เมตรต่อวินาที ตามพารามิเตอร์นี้ ในบรรดาท่าเรือมากกว่า 20 แห่งในโลก ตำแหน่งที่ได้เปรียบที่สุดถูกครอบครองโดย European Kourou ซึ่งตั้งอยู่ที่ละติจูด5º Alcantara ของบราซิล (2, 2º) เช่นเดียวกับ Sea Launch ซึ่งเป็นท่าเรือลอยน้ำ ที่สามารถปล่อยจรวดได้โดยตรงจากเส้นศูนย์สูตร
ทิศทางสำคัญ
อีกจุดหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการหมุนของดาวเคราะห์ จรวดที่ปล่อยออกจากเส้นศูนย์สูตรจะมีความเร็วที่น่าประทับใจทางทิศตะวันออกในทันที ซึ่งเชื่อมโยงอย่างแม่นยำกับการหมุนของโลก ในเรื่องนี้เส้นทางการบินทั้งหมดจะถูกวางในทิศทางตะวันออก อิสราเอลโชคไม่ดีในเรื่องนี้ เขาต้องส่งขีปนาวุธไปทางทิศตะวันตก พยายามเป็นพิเศษเพื่อเอาชนะการหมุนของโลก เนื่องจากมีรัฐที่เป็นศัตรูอยู่ทางตะวันออกของประเทศ
ดรอปฟิลด์
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ระยะจรวดที่ใช้แล้วตกลงสู่พื้นโลก ดังนั้นจึงควรตั้งโซนที่เหมาะสมไว้ใกล้กับคอสโมโดรม ทางเลือกที่ดีคือมหาสมุทร ท่าเทียบเรือส่วนใหญ่จึงตั้งอยู่บนชายฝั่ง ตัวอย่างที่ดีคือแหลมคานาเวอรัลและท่าเทียบเรือของอเมริกาที่นี่
สถานที่เปิดตัวของรัสเซีย
ท่าเรือในประเทศของเราถูกสร้างขึ้นในช่วงสงครามเย็น ดังนั้นจึงไม่สามารถตั้งอยู่ในคอเคซัสเหนือหรือตะวันออกไกลได้ สถานที่ทดสอบแห่งแรกสำหรับการยิงขีปนาวุธคือ Baikonur ซึ่งตั้งอยู่ในคาซัคสถานมีการเกิดแผ่นดินไหวต่ำ อากาศดีเกือบทั้งปี การล่มสลายขององค์ประกอบขีปนาวุธในประเทศแถบเอเชียทำให้เกิดรอยประทับบนไซต์ทดสอบ ที่ Baikonur มีความจำเป็นต้องจัดวางเส้นทางการบินอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้ขั้นตอนที่ใช้ไปสิ้นสุดในย่านที่อยู่อาศัยและขีปนาวุธจะไม่ตกสู่น่านฟ้าจีน
Svobodny Cosmodrome ซึ่งตั้งอยู่ในตะวันออกไกล มีทุ่งฤดูใบไม้ร่วงที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด: พวกมันตกลงสู่มหาสมุทร อีกท่าเรือหนึ่งที่คุณมักจะเห็นการปล่อยจรวดคือ Plesetsk ตั้งอยู่ทางเหนือของสถานที่อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันในโลก และเป็นสถานที่ที่เหมาะสำหรับการส่งยานพาหนะเข้าสู่วงโคจรขั้วโลก
สถิติการเปิดตัวจรวด
โดยทั่วไปแล้ว ตั้งแต่ต้นศตวรรษ กิจกรรมที่ท่าเรือของโลกได้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด หากเราเปรียบเทียบสองประเทศชั้นนำในอุตสาหกรรมนี้ ได้แก่ สหรัฐอเมริกาและรัสเซีย ประเทศแรกผลิตผลงานได้น้อยกว่าปีที่สองอย่างมีนัยสำคัญ ในช่วงระหว่างปี 2547 ถึง พ.ศ. 2553 มีการปล่อยจรวด 102 ลำจากท่าเทียบเรือของอเมริกาซึ่งทำงานสำเร็จลุล่วงไปด้วยดี นอกจากนี้ยังมีการเปิดตัวที่ไม่ประสบความสำเร็จห้าครั้ง ในประเทศของเรา สตาร์ทได้สำเร็จแล้ว 166 คัน และจบลงด้วยอุบัติเหตุแปดครั้ง
ท่ามกลางการเปิดตัวอุปกรณ์ที่ไม่ประสบความสำเร็จในรัสเซีย อุบัติเหตุของ Proton-M นั้นโดดเด่น ระหว่างปี 2010 ถึง 2014 อันเป็นผลมาจากความล้มเหลวดังกล่าว ไม่เพียงแต่ยานพาหนะสำหรับปล่อยจรวดเท่านั้นที่สูญหาย แต่ยังรวมถึงดาวเทียมรัสเซียหลายดวงรวมถึงอุปกรณ์ต่างประเทศหนึ่งเครื่อง สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันกับยานเกราะยิงจรวดที่ทรงพลังที่สุดคันหนึ่งนั้นไม่มีใครสังเกตเห็น: เจ้าหน้าที่ถูกไล่ออกที่เกี่ยวข้องกับการเกิดความล้มเหลวเหล่านี้ โครงการต่างๆ เริ่มที่จะได้รับการพัฒนาเพื่อทำให้อุตสาหกรรมอวกาศของประเทศเราทันสมัยขึ้น
วันนี้เมื่อ 40-50 ปีที่แล้ว ผู้คนยังคงสนใจการสำรวจอวกาศ ขั้นตอนปัจจุบันมีความโดดเด่นด้วยความเป็นไปได้ของความร่วมมือระหว่างประเทศที่เต็มเปี่ยมซึ่งดำเนินการได้สำเร็จในโครงการ ISS อย่างไรก็ตาม หลายๆ จุดจำเป็นต้องมีการปรับแต่ง ความทันสมัย หรือการแก้ไข ฉันอยากจะเชื่อว่าด้วยการแนะนำความรู้และเทคโนโลยีใหม่ ๆ สถิติการเปิดตัวจะมีความสุขมากขึ้นเรื่อยๆ