80 лет назад первая ракета полетела в космос: как изменилась техника за это время

80 лет назад первая ракета полетела в космос: как изменилась техника за это время

80 лет назад состоялся первый запуск ракеты в космос. Несмотря на значительный прогресс в области космических технологий, основные физические принципы, лежащие в основе работы ракет, остались неизменными.

Первой ракетой, достигшей космоса, стала немецкая ракета Фау-2, запущенная в июне 1944 года. С тех пор конструкция ракет постоянно совершенствовалась, чтобы выводить их на орбиту и далее в глубокий космос. Сегодня разработка новых космических ракет продолжается.

Для запуска ракеты в космос необходимо достичь определённой скорости. Чтобы преодолеть линию Кармана (100 км), требуется скорость 3500 км/ч или 1 км/с. Для вывода на орбиту нужна скорость около 8 км/с, а для преодоления гравитационного влияния Земли — не менее 11,2 км/с или 40 000 км/ч.

Создание тяги — ключ к достижению этих скоростей. Тяга зависит от скорости выхлопных газов и массы выбрасываемого газа в секунду. Здесь физика встречается с химией: топливо, окислитель и источник воспламенения приводят в действие ракетный двигатель.

Чаще всего в качестве окислителя используют жидкий кислород. Топливо может быть разным: Falcon от SpaceX использует ракетный керосин, Starship — метан, а Space Launch System от NASA и Ariane 6 — жидкий водород.

Балансировка длинной и тонкой ракеты с тягой снизу похожа на удержание карандаша на пальце. Гибкость достигается за счёт подвижных сопел и других конструктивных элементов. При потере контроля ракета может взорваться, и этот взрыв может быть инициирован с земли.

Все ракеты имеют ускорители, но их необходимость зависит от требуемой тяги. Обычно ракеты состоят из нескольких ступеней. Чем больше масса, тем больше тяга и топлива необходимы. Поэтому ступени, выполнившие свою функцию, отделяются. В ракетах SpaceX первые ступени используются повторно, в других случаях повторно используются только капсула с грузом или экипажем.

Science XXI