当我们从地球出发:一个简短的指南进入轨道




哈布雷近日有消息有关太空电梯的规划建设。对于许多人来说,它似乎被什么东西太棒了,令人难以置信,就像一个巨大的<一个href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%80-%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%BE">кольца从光环或<一href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%94%D0%B0%D0%B9%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0">сферы戴森。但未来更接近比你想象的,天国的阶梯是完全可能的,也许我们甚至看到它在我的一生。
现在,我会尽量表现出我们为什么不能出去买一张票,“地球 - 月球”的票“莫斯科彼得”的价格,我们将帮助提升和对他将于不要掉在地上。

从一开始,火箭工程师的开发者头痛的燃料。即使在最现代化的导弹燃料花费某处98%的船舶的质量。
如果我们想通过称重1公斤在国际空间站姜饼袋宇航员 I>,然后它会,粗略地讲,百公斤推进剂 I>。增压一次性的,并且仅返回地球在烧过的碎片的形式。让姜饼方式。该船舶的质量是有限的,因此,有效载荷为1时是严格限制的。每次启动需要的支出。
如果我们想要在某处飞出地球轨道?

来自世界各地的工程师坐了下来,开始思考:什么应该是飞船带走就可以了更多,飞它



其中火箭将飞? H4>当工程师认为他们的孩子已经找到了一些硝酸盐和纸板,开始摆弄的玩具火箭。这种导弹无法达到最高的高楼屋顶上,但孩子们都很高兴。接着又是非常聪明的想法:“让我们natolkaem较多的硝酸盐在火箭,它将上述»飞
。 不过上面是不是火箭飞过,因为已经变得太沉重。她甚至不敢离开地面。经过一番实验发现孩子硝酸的最佳用量在导弹飞行这一切之上。如果您添加更多的燃料火箭群众拉她下来。如果少 - 燃油结束较早

工程师们也很快意识到,如果我们想将更多的燃料,因此,推力必须更大。选项​​增加射程了一下:

来增加发动机的燃油损耗的效率都是很低(<一href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%BE_%D0%9B%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D1%8F">сопло拉瓦尔) 要增加燃料的比冲以相等的推力燃料质量更 LI> UL>尽管工程师们不断地向前发展,船舶几乎整个大众需要的燃料。因为除了燃料要送入太空的东西是有用的,所有火箭的方式 I>是经过精心计算的,而在火箭的燃料打下最低限度。同时,积极利用重力利用天体和离心力。使命后,航天员不说“的家伙在一箱油还是留下了一点,让我们飞到金星»。

但是,如何确定你是多么需要燃料火箭陷入与空箱的海洋,飞到火星?

的逃逸速度 H4>儿童,也试图让火箭飞得更高。即使是拉住了空气动力学的教科书中,阅读有关Navier-Stokes方程,但不明白什么,只是附加了火箭指着鼻子。
由他们的老朋友Hottabych过去了,不知道什么人是可悲的。
- 哦,爷爷,如果我们有无限的燃料和低重量的火箭,它可能会飞到摩天大楼,甚至到了山顶
。 - 别担心,科斯塔·本·爱德华 - Hottabych说,拉过去的头发 - 让火箭燃料是永无止境的
快乐的孩子发射导弹,等她回到地球。火箭飞起来的摩天大楼,并在山顶,但没有停止飞去,直到从视线中消失。如果你展望未来,那么火箭离开地面,飞出了太阳系,银河系,飞到在亚光速征服浩瀚的宇宙。

孩子们都很惊讶,因为这是他们的小火箭能飞这么远。毕竟,学校说,为了不落回地球时,速度应不低于第二空间(11,2公里/秒)。是他们的一个小火箭可以开发这样的速度?
但是,他们的父母都是工程师解释说,如果燃料的火箭无限供给,它就能在任何地方飞行,如果重力和摩擦力更多牵引力。由于该导弹能飞,足够的牵引力,并在外太空更容易。

的逃逸速度 B> - 这是不是的速度,它必须是 Y导弹 B>。这是你需要从地球表面抛出的球 I>,他将不会再回到它的速度。在发射,不像球,有引擎。因为它是重要的,而不是速度,和总动量 I>。
最难的部分为导弹 - 克服路径的初始部分。首先,表面引力越强。其次,密集的大气层接近地球,其中很热 I>在这样的速度飞行。和电弧喷射推进器在其工作的不足在真空中。所以,现在对一个多级火箭飞行中,第一阶段快速地消耗其燃料和分离,并减轻了船拥有的其他发动机。

康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基一直在思考这个问题,并提出了<一个href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BB%D0%B8%D1%84%D1%82">космический提起(1895年)。他上面,然后,当然,笑了起来。然而,嘲笑他,因为火箭和卫星和空间站,甚至认为这是不属于这个世界的,“我们已经有了更多的汽车没有发明,直到最后,他正要进入太空»。
然后,科学家们设想,并立马充满了火箭发射卫星,附近建轨道站,其中殖民地人民。上述齐奥尔科夫斯基没有人笑,相反,它是很推崇的。而打开时重型石墨烯纳米认真思考的“天国的阶梯»。

卫星为什么降不下来? H4>大家都知道的离心力。如果一个字符串快拧球,它不会掉在地上。让我们尝试快速铺开球,然后逐渐放慢旋转速度。在某些时候,它就会停止旋转和下降。这是在该离心力将平衡地球的重力的力的最小速度。如果你把球更快,更强的绳索张力发生(并且在某些时候会破裂)。
地球和卫星之间也有“绳子” - 重力。但不同于普通的绳子,她无法伸展。如果“搓”的同伴比所需更快,他“下车”(和将进入一个椭圆形轨道,甚至飞)。越接近卫星到地面的速度越快,需要“自旋”。球在很短的绳子也比原来长更快。
要记住重要的是,卫星的轨道(线性)速度 B> - 这是不是 B>速度相对于地球 B>的表面。如果是书面的卫星3.07公里/秒的轨道速度,但这并不意味着它是穿在像个疯子表面。的点在地球的赤道轨道速度 I>,顺便说一下465米/秒(地球的公转,如权利顽固伽利略)。
事实上,对字符串中的球,而不是计算该卫星的线速度和角速度(多少次每秒使得机身)。
所以,如果发现一个轨道,该角速度的卫星和地面将是相同的,那么该卫星将悬挂在一个点的表面上。这样的轨道找到,它被称为<一href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0">геостационарная 轨道(GSO)。卫星动不动挂在赤道上空,人们不必把盘子和“catch信号»。

豆茎日 h4>如果什么拉绳与这样一个卫星到地面上,因为它悬在一个点?到卫星货物领带的另一端,在离心力的作用将增加,并且将保持和卫星,和绳索。毕竟,不误事的时候是很好的放松。然后你就可以提高对这种绳子负荷直接进入轨道,而忘记了作为一个恶梦多级火箭燃料zhruschy万吨在低负载能力。
在负载上的大气的运动速度将是小的,那么它不被加热,而相比之下,导弹。而所需的能量解除少,作为一个支点。

主要的问题 - 绳索的质量。在此之前地球静止轨道的350​​00公里 I>。如果你挂在地球静止轨道的钢鱼线 I> 1毫米的直径,它的质量会212吨(它应该更进一步,以抵消拉抬起离心力)。但是,它必须承受的重量,以及负载的重量。
幸运的是,在这种情况下,一点点帮助何老师对物理的学生经常批评:重 B>和重 B> - 不同的事情。进一步拉伸绳索从地面,他越减肥。虽然绳索的比强度仍然是巨大的。
随着碳纳米管的工程师希望。现在,一项新的技术,我们不能扭曲这些管子在相当长的绳子。这是不可能实现自己的最大设计实力。但谁知道接下来会发生什么?

资料来源: habrahabr.ru/post/238271/

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