Safari za anga za juu huhusisha matumizi makubwa ya nishati. Kwa mfano, gari la uzinduzi wa Soyuz, limesimama kwenye pedi ya uzinduzi na tayari kuzindua, ina uzito wa tani 307, ambayo zaidi ya tani 270 ni mafuta, yaani, sehemu ya simba. Haja ya kutumia kiasi kichaa cha nishati kwenye harakati katika anga ya juu inahusiana kwa kiasi kikubwa na ugumu wa kufahamu maeneo ya mbali ya mfumo wa jua.
Kwa bahati mbaya, mafanikio ya kiufundi katika mwelekeo huu bado hayajatarajiwa. Wingi wa propellant inabakia kuwa moja ya sababu kuu katika kupanga misheni ya anga, na wahandisi huchukua kila fursa kuokoa mafuta ili kuongeza muda wa uendeshaji wa kifaa. Udhibiti wa mvuto ni njia mojawapo ya kuokoa pesa.
Jinsi ya kuruka angani na nguvu ya uvutano ni nini
Kanuni ya kuhamisha kifaa katika utupu (mazingira ambayo haiwezekani kusukuma kutoka kwa propela, au magurudumu, au kitu kingine chochote) ni sawa kwa aina zote za injini za roketi zilizotengenezwa Duniani. Huu ni msukumo wa ndege. Mvuto unapinga nguvu ya injini ya ndege. Vita hii dhidi ya sheria za fizikia imeshindaWanasayansi wa Soviet mnamo 1957. Kwa mara ya kwanza katika historia, kifaa kilichotengenezwa na mikono ya mwanadamu, baada ya kupata kasi ya kwanza ya ulimwengu (karibu 8 km / s), ikawa satelaiti bandia ya sayari ya Dunia.
Ilichukua takriban tani 170 za chuma, vifaa vya elektroniki, mafuta ya taa iliyosafishwa na oksijeni ya kioevu kuzindua kifaa chenye uzito wa zaidi ya kilo 80 kwenye mzunguko wa chini wa Dunia.
Kati ya sheria na kanuni zote za ulimwengu, mvuto ni, pengine, mojawapo kuu. Inasimamia kila kitu, kuanzia na mpangilio wa chembe za msingi, atomi, molekuli na kuishia na harakati za galaksi. Pia ni kikwazo kwa uchunguzi wa anga.
Si mafuta tu
Hata kabla ya kuzinduliwa kwa setilaiti ya kwanza ya Ardhi ya Bandia, wanasayansi walielewa wazi kwamba sio tu kuongeza ukubwa wa roketi na nguvu za injini zao kunaweza kuwa ufunguo wa mafanikio. Watafiti walichochewa kutafuta hila hizo kwa matokeo ya hesabu na majaribio ya vitendo, ambayo yalionyesha jinsi ndege zinazotumia mafuta nje ya angahewa ya dunia zilivyo. Uamuzi wa kwanza kama huo kwa wabuni wa Soviet ulikuwa chaguo la tovuti kwa ajili ya ujenzi wa cosmodrome.
Hebu tuelezee. Ili kuwa satelaiti ya bandia ya Dunia, roketi inahitaji kuongeza kasi hadi 8 km / s. Lakini sayari yetu yenyewe iko kwenye mwendo wa kudumu. Sehemu yoyote iliyoko kwenye ikweta inazunguka kwa kasi ya zaidi ya mita 460 kwa sekunde. Kwa hivyo, roketi iliyozinduliwa kwenye nafasi isiyo na hewa katika eneo la sifuri sambamba itakuwa yenyewepata karibu nusu kilomita kwa sekunde.
Ndiyo sababu, katika eneo kubwa la USSR, mahali palichaguliwa kusini (kasi ya mzunguko wa kila siku huko Baikonur ni karibu 280 m / s). Mradi wa kutamani zaidi unaolenga kupunguza athari za mvuto kwenye gari la uzinduzi ulionekana mnamo 1964. Ilikuwa ni cosmodrome ya kwanza ya baharini "San Marco", iliyokusanywa na Waitaliano kutoka kwa majukwaa mawili ya kuchimba visima na iko kwenye ikweta. Baadaye, kanuni hii iliunda msingi wa mradi wa kimataifa wa Uzinduzi wa Bahari, ambao unafanikiwa kurusha setilaiti za kibiashara hadi leo.
Nani alikuwa wa kwanza
Je kuhusu misheni ya anga ya juu? Wanasayansi kutoka USSR walikuwa waanzilishi katika kutumia mvuto wa miili ya cosmic kubadili njia ya kukimbia. Upande wa nyuma wa satelaiti yetu ya asili, kama unavyojua, ilipigwa picha ya kwanza na vifaa vya Soviet Luna-1. Ilikuwa muhimu kwamba baada ya kuruka karibu na mwezi, kifaa kilikuwa na muda wa kurudi duniani ili kigeuzwe na hemisphere ya kaskazini. Baada ya yote, habari (picha za picha zilizopokelewa) zilipaswa kupitishwa kwa watu, na vituo vya kufuatilia, sahani za antenna za redio zilipatikana kwa usahihi katika ulimwengu wa kaskazini.
Imefaulu hata kidogo kutumia ujanja wa mvuto kubadilisha mwelekeo wa chombo cha anga za juu na wanasayansi wa Marekani. Chombo cha anga za juu cha "Mariner 10" baada ya kuruka karibu na Venus kililazimika kupunguza kasi ili kwenda kwenye obiti ya chini ya mzunguko wa jua na.kuchunguza Mercury. Badala ya kutumia msukumo wa jeti wa injini kwa ujanja huu, kasi ya gari ilipunguzwa na uwanja wa mvuto wa Zuhura.
Jinsi inavyofanya kazi
Kulingana na sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, iliyogunduliwa na kuthibitishwa kwa majaribio na Isaac Newton, miili yote yenye wingi huvutiana. Nguvu ya kivutio hiki hupimwa kwa urahisi na kuhesabiwa. Inategemea wote juu ya wingi wa miili yote na kwa umbali kati yao. karibu, nguvu zaidi. Zaidi ya hayo, miili inapokaribiana, nguvu ya mvuto inakua kwa kasi.
Takwimu inaonyesha jinsi vyombo vya angani, vinavyoruka karibu na sayari kubwa ya anga (baadhi ya sayari), vinavyobadilisha mwelekeo wao. Zaidi ya hayo, mwendo wa harakati ya kifaa chini ya nambari 1, kuruka mbali zaidi kutoka kwa kitu kikubwa, hubadilika kidogo sana. Ni nini kisichoweza kusemwa kuhusu nambari ya kifaa 6. Planetoid hubadilisha mwelekeo wake wa kuruka kwa kasi.
Tembeo la uvutano ni nini. Jinsi inavyofanya kazi
Matumizi ya maneva ya mvuto huruhusu sio tu kubadili mwelekeo wa chombo, lakini pia kurekebisha kasi yake.
Kielelezo kinaonyesha mwelekeo wa chombo cha anga, ambacho kwa kawaida hutumika kukiongeza kasi. Kanuni ya uendeshaji wa ujanja kama huo ni rahisi: katika sehemu ya trajectory iliyoangaziwa kwa nyekundu, kifaa kinaonekana kushikana na sayari inayoikimbia. Mwili mkubwa zaidi huvuta mwili mdogo kwa nguvu yake ya uvutano, na kuusambaza.
Kumbuka, sio meli za angani pekee zinazoharakishwa kwa njia hii. Inajulikana kuwa miili ya mbinguni ambayo haijaunganishwa na nyota huzunguka galaksi kwa nguvu na kuu. Hizi zinaweza kuwa asteroids ndogo (moja ambayo, kwa njia, sasa inatembelea mfumo wa jua), na sayari za sayari za saizi nzuri. Wanaastronomia wanaamini kwamba ni teo la uvutano, yaani, athari ya mwili mkubwa zaidi wa ulimwengu, ambayo hutupa vitu vikubwa kidogo kutoka kwa mifumo yao, na kuwaangamiza kwa kutangatanga milele katika baridi ya barafu ya nafasi tupu.
Jinsi ya kupunguza kasi
Lakini, kwa kutumia ujanja wa mvuto wa vyombo vya angani, huwezi kuongeza kasi tu, bali pia kupunguza mwendo wao. Mpango wa kufunga breki kama huo umeonyeshwa kwenye mchoro.
Kwenye sehemu ya njia iliyoangaziwa kwa rangi nyekundu, mvuto wa sayari, tofauti na lahaja na teo la uvutano, utapunguza mwendo wa kifaa. Baada ya yote, vekta ya mvuto na mwelekeo wa kuruka kwa meli ni kinyume.
Inatumika lini? Hasa kwa kuzindua vituo vya moja kwa moja vya sayari kwenye njia za sayari zilizosomwa, na pia kusoma maeneo ya karibu na jua. Ukweli ni kwamba wakati wa kuelekea Jua au, kwa mfano, kuelekea sayari ya Mercury karibu na nyota, kifaa chochote, ikiwa hutumii hatua za kuvunja, willy-nilly kuongeza kasi. Nyota yetu ina wingi wa ajabu na nguvu kubwa ya kivutio. Chombo ambacho kimepata kasi kupita kiasi hakitaweza kuingia kwenye obiti ya Mercury, sayari ndogo zaidi ya familia ya jua. Meli itateleza tukwa, Mercury kidogo haiwezi kuivuta kwa bidii vya kutosha. Motors inaweza kutumika kwa breki. Lakini mwelekeo wa mvuto kwa Jua, tuseme kwenye Mwezi na kisha Zuhura, ungepunguza matumizi ya roketi. Hii inamaanisha kuwa mafuta kidogo yatahitajika, na uzani uliotolewa unaweza kutumika kuchukua vifaa vya ziada vya utafiti.
Ingia kwenye tundu la sindano
Ijapokuwa ujanja wa mapema wa uvutano ulifanyika kwa woga na kusitasita, njia za ujumbe wa hivi punde kati ya sayari hupangwa karibu kila mara kwa marekebisho ya uvutano. Jambo ni kwamba sasa wanasayansi wa nyota, kutokana na maendeleo ya teknolojia ya kompyuta, pamoja na upatikanaji wa data sahihi zaidi kwenye miili ya mfumo wa jua, hasa molekuli na wiani wao, wana mahesabu sahihi zaidi. Na ni muhimu kukokotoa ujanja wa mvuto kwa usahihi sana.
Kwa hivyo, kuweka njia mbali zaidi na sayari kuliko inavyohitajika kumejaa ukweli kwamba vifaa vya bei ghali vitaruka sivyo vilipopangwa. Na kukadiria uzito kunaweza kutishia kugongana kwa meli na uso.
Bingwa katika ujanja
Hiki, bila shaka, kinaweza kuchukuliwa kuwa chombo cha pili cha safari ya Voyager. Kifaa hiki kilizinduliwa mwaka wa 1977, na kwa sasa kinaacha mfumo wake asili wa nyota, na kuendelea kusikojulikana.
Wakati wa uendeshaji wake, kifaa kilitembelea Zohali, Jupita, Uranus na Neptune. Wakati wote wa kukimbia, kivutio cha Jua kilifanya kazi juu yake, ambayo meli ilihamia hatua kwa hatua. Lakini, shukrani kwa mvuto uliohesabiwa vizuriujanja, kwa kila sayari, kasi yake haikupungua, lakini ilikua. Kwa kila sayari iliyochunguzwa, njia ilijengwa kwa kanuni ya kombeo la mvuto. Bila utumiaji wa marekebisho ya mvuto, Voyager hangeweza kuituma hadi sasa.
Kando na Voyagers, ujanja wa nguvu za uvutano umetumiwa kuzindua misheni zinazojulikana kama Rosetta au New Horizons. Kwa hivyo, Rosetta, kabla ya kwenda kutafuta comet ya Churyumov-Gerasimenko, alifanya maneva 4 ya kuongeza kasi ya uvutano karibu na Dunia na Mirihi.
