Ma minden olyan rakétakilövés, amely a hírekben szerepel, az élet ismerős részének tűnik. A városlakók érdeklődése általában csak akkor ébred fel, ha grandiózus űrkutatási projektekről van szó, vagy súlyos balesetek történnek. Nem is olyan régen, a múlt század második felének elején azonban minden rakétakilövés egy időre az egész országot megfagyta, mindenki követte a sikereket, baleseteket. Ez volt az űrkorszak kezdete az Egyesült Államokban is, majd minden olyan országban, ahol elindították saját repülőprogramjukat a csillagokhoz. Ezeknek az éveknek a sikerei és kudarcai tették le az alapot, amelyre a rakétatudomány nőtt, és vele együtt a kozmodromok és az egyre fejlettebb eszközök. Egyszóval a rakéta történetével, szerkezeti jellemzőivel és statisztikáival figyelmet érdemel.
Alapvető dióhéjban
A hordozórakéta egy többlépcsős ballisztikus rakéta változata, amelyneka cél bizonyos rakományok kibocsátása a világűrbe. Az indítójármű küldetésétől függően a rakéta geocentrikus pályára állíthatja, vagy gyorsulást adhat a Föld gravitációs zónájának elhagyásához.
Az esetek túlnyomó többségében a rakéta indítása függőleges helyzetéből történik. Nagyon ritkán alkalmaznak légi kilövés típust, amikor az eszközt először egy repülőgép vagy más hasonló eszköz egy bizonyos magasságba szállítja, majd elindítja.
Többlépcsős
A hordozórakéták osztályozásának egyik módja a bennük lévő fokozatok száma. Azok az eszközök, amelyek csak egy ilyen szintet tartalmaznak, és képesek hasznos terhet szállítani az űrbe, ma már csak a tervezők és mérnökök álma. A világ űrkikötőinek főszereplője egy többlépcsős apparátus. Valójában ez egy sor összekapcsolt rakéta, amelyek a repülés során egymás után kapcsolódnak be, és küldetésük befejezése után lekapcsolódnak.
Az ilyen kialakítás szükségessége a gravitáció leküzdésének nehézségében rejlik. A rakétának saját súlyát kell felemelnie a felszínről, amely főként több tonna üzemanyagot és meghajtást, valamint a hasznos teher súlyát tartalmazza. Ez utóbbi százalékban kifejezve csak 1,5-2%-a a rakéta kilövési tömegének. A repülés közben eltöltött szakaszok leválasztása megkönnyíti a fennmaradó szakaszok dolgát és hatékonyabbá teszi a repülést. Ennek a konstrukciónak van egy árnyoldala is: bemutatspeciális követelmények az űrkikötőkkel szemben. Szükség van egy embermentes zónára, ahol az eltöltött szakaszok esnek.
Újrafelhasználható
Egyértelmű, hogy ennél a kialakításnál a booster nem használható többször. A tudósok azonban folyamatosan dolgoznak az ilyen projektek létrehozásán. Teljesen újrafelhasználható rakéta ma nem létezik, mivel olyan csúcstechnológiákat kell alkalmazni, amelyek még nem állnak az emberek rendelkezésére. Ennek ellenére létezik egy részben újrafelhasználható eszköz megvalósítása – ez az American Space Shuttle.
Meg kell jegyezni, hogy az egyik oka annak, hogy a fejlesztők újrafelhasználható rakétát próbálnak létrehozni, az a vágy, hogy csökkentsék a járművek kilövési költségeit. Az Space Shuttle azonban ebben az értelemben nem hozta meg a várt eredményeket.
Első rakétakilövés
Ha visszamegyünk a kérdés történetéhez, akkor a tényleges hordozórakéták megjelenését ballisztikus rakéták létrehozása előzte meg. Az egyiket, a német "V-2-t" az amerikaiak használták az első kísérletekhez, hogy "kinyúljanak" az űrbe. Még a háború vége előtt, 1944 elején több függőleges kilövést is végrehajtottak. A rakéta 188 km-es magasságot ért el.
Öt évvel később jelentősebb eredmények születtek. Rakétát indítottak az Egyesült Államokban, a White Sands-i tesztterületen. Két fokozatból állt: V-2 és VAK-Kapral rakétákból, és 402 km-es magasságot tudott elérni.
Első erősítő
Azonban 1957-et tekintik az űrkorszak kezdetének. Aztán felbocsátották az első igazi hordozórakétát minden értelemben, a szovjet Szputnyik. Az indítást a Bajkonuri kozmodrómban hajtották végre. A rakéta sikeresen megbirkózott a feladattal – pályára állította az első mesterséges földi műholdat.
A Szputnyik rakétát és annak módosítását a Szputnyik-3-at összesen négy alkalommal hajtották végre, ebből három sikeres volt. Ezután ennek az eszköznek az alapján egy egész hordozórakéta-családot hoztak létre, amelyek megnövekedett teljesítményértékekkel és néhány egyéb jellemzővel különböztethetők meg.
Egy rakéta űrbe 1957-ben történő kilövése sok tekintetben mérföldkőnek számított. Új szakasz kezdetét jelentette a környező világűr emberi feltárásában, ténylegesen megnyitotta az űrkorszakot, rámutatott az akkori technológia lehetőségeire és korlátaira, és a Szovjetuniót is érezhető előnyhöz juttatta Amerikával szemben az űrversenyben.
Modern színpad
Ma az orosz gyártmányú Proton-M hordozórakétákat, az amerikai Delta-IV Heavy-t és az európai Ariane-5-öt tartják a legerősebbnek. Egy ilyen típusú rakéta indítása lehetővé teszi akár 25 tonnás hasznos teher 200 km magasságban történő alacsony földi pályára bocsátását. Az ilyen eszközök körülbelül 6-10 tonnát képesek a geostacionárius pályára, 3-6 tonnát a geostacionárius pályára szállítani.
Érdemes megállni a Proton hordozórakétáknál. Jelentős szerepet játszott a szovjet és orosz űrkutatásban. Arra használtákkülönféle emberes programok megvalósítása, beleértve a modulok Mir orbitális állomásra való küldését. Segítségével a Zarya és a Zvezda, az ISS legfontosabb blokkjai kerültek az űrbe. Annak ellenére, hogy a közelmúltban nem minden ilyen típusú rakétaindítás volt sikeres, a Proton továbbra is a legnépszerűbb hordozórakéta: évente körülbelül 10-12 kilövést hajtanak végre.
Külföldi kollégák
Az "Ariane-5" a "Proton" analógja. Ez a hordozórakéta számos eltérést mutat az oroszhoz képest, különösen az indítása jóval drágább, de nagy a teherbírása is. Az Ariane-5 egyszerre két műholdat képes geo-köztes pályára állítani. Egy ilyen típusú űrrakéta indításával kezdődött a híres Rosetta szonda küldetése, amely tíz év repülés után a Churyumov-Gerasimenko üstökös műholdjává vált.
A Delta-IV 2002-ben kezdte meg "karrierjét". Egyik módosítása, a Delta IV Heavy a 2012-es adatok szerint a világ hordozórakétái közül a legnagyobb teherbírással rendelkezett.
A siker hozzávalói
A sikeres rakétakilövés nem csak a berendezés ideális műszaki jellemzőitől függ. Sok múlik a kiindulási pont megválasztásán. Az űrkikötő elhelyezkedése jelentős szerepet játszik a hordozórakéta küldetésének sikerében.
A műhold pályára állításának energiaköltségei csökkennek, ha dőlésszöge megfelel annak a területnek a földrajzi szélességének, ahol az indítást végzik. A legfontosabb, hogy ezeket a paramétereket vegyük figyelembe a geostacionárius pályára szállított járművek indításakor. A tökéletes hely a kezdéshezaz ilyen rakéták közül az Egyenlítő. Az egyenlítőtől való fokonkénti eltérés 100 m/s-os sebességnövekedés szükségességét jelenti. E paraméter szerint a világ több mint 20 űrkikötője közül a legelőnyösebb helyet az 5°-os szélességi fokon található európai Kourou, a brazil Alcantara (2, 2°), valamint a Sea Launch, egy úszó űrkikötő foglalja el. amely képes rakétákat indítani közvetlenül az Egyenlítőről.
Az irány számít
Egy másik pont a bolygó forgásához kapcsolódik. Az Egyenlítőről indított rakéták azonnal lenyűgöző sebességet kapnak kelet felé, ami pontosan összefügg a Föld forgásával. Ebben a tekintetben az összes repülési útvonalat általában keleti irányban helyezik el. Izrael ebben a tekintetben szerencsétlen. Rakétákat kell küldenie nyugatra, extra erőfeszítéseket tesz a Föld forgásának leküzdésére, mivel az ország keleti részén ellenséges államok vannak.
Drop field
Ahogy már említettük, az elhasznált rakétafokozatok a Földre esnek, ezért megfelelő zónát kell elhelyezni a kozmodróm közelében. Nagyszerű lehetőség az óceán. A legtöbb űrkikötő, ezért a tengerparton található. Jó példa erre Cape Canaveral és az itt található amerikai űrkikötő.
Oroszországi kilövési helyek
Hazánk űrkikötőit a hidegháború idején hozták létre, ezért sem az Észak-Kaukázusban, sem a Távol-Keleten nem lehetett őket elhelyezni. A rakétaindítás első kísérleti helyszíne a kazahsztáni Bajkonur volt. Alacsony szeizmikus aktivitás, jó idő van az év nagy részében. A rakétaelemek esetleges lezuhanása ázsiai országokra bizonyos nyomot hagy a tesztterület munkájában. Bajkonurnál gondosan meg kell határozni a repülési útvonalat, hogy az elhasznált szakaszok ne kerüljenek lakott területekre, és a rakéták ne eshessenek a kínai légtérbe.
A Távol-Keleten található Svobodny kozmodróm rendelkezik a legsikeresebb őszi mezők elhelyezésével: az óceánra esnek. Egy másik űrkikötő, ahol gyakran lehet rakétakilövést látni, Plesetsk. A világ összes többi hasonló helyszínétől északra található, és ideális hely arra, hogy járműveket sarki pályára küldjenek.
Rakétakilövési statisztikák
Általánosságban elmondható, hogy a század eleje óta a világ űrkikötőinek aktivitása jelentősen visszaesett. Ha összehasonlítjuk az iparág két vezető országát, az Egyesült Államokat és Oroszországot, akkor az első lényegesen kevesebb indítást produkál évente, mint a második. A 2004-től 2010-ig tartó időszakban 102 rakétát indítottak Amerika űrkikötőiből, amelyek sikeresen teljesítették feladatukat. Ezen kívül öt sikertelen indítás is volt. Hazánkban 166 rajtot sikerült sikeresen teljesíteni, nyolc pedig balesettel végződött.
Az oroszországi eszközök sikertelen piacra dobásai közül kiemelkedik a Proton-M baleset. 2010 és 2014 között az ilyen meghibásodások következtében nemcsak hordozórakéták vesztek el, hanem több orosz műhold, valamint egy külföldi eszköz is. Hasonló helyzet az egyik legerősebb hordozórakétával sem maradt észrevétlen: a tisztviselőket kirúgták,Ezen kudarcok előfordulásában szerepet játszó projektek elkezdődtek hazánk űriparának modernizálására.
Ma, akárcsak 40-50 évvel ezelőtt, az embereket még mindig érdekli az űrkutatás. A jelenlegi szakaszt a teljes értékű nemzetközi együttműködés lehetősége jellemzi, amelyet az ISS projektben sikeresen megvalósítanak. Sok pont azonban finomítást, korszerűsítést vagy felülvizsgálatot igényel. Szeretném hinni, hogy az új ismeretek és technológiák bevezetésével a kibocsátási statisztikák egyre örömtelibbek lesznek.
