Mlazni pogon i raketa. Svemirske rakete (izvještaj) Čemu služe svemirske rakete?

Dom- Raketa aviona , krećući se u prostoru zbog djelovanja mlaznog potiska koji nastaje kada raketa odbaci dio vlastite mase (radna; tijelo). Let rakete ne zahteva prisustvo okolnog vazduha ili gasnog okruženja i moguće je ne samo u atmosferi, već iu vakuumu. Jednom recju označavaju širok spektar letećih uređaja od petardi do.

svemirsko lansirno vozilo Obično su naučne rakete opremljene instrumentima za mjerenje atmosferskog pritiska, magnetno polje

, kosmičkog zračenja i sastava vazduha, kao i opreme za prenošenje rezultata merenja putem radija na zemlju. Postoje modeli raketa kod kojih se instrumenti sa podacima dobijenim tokom uspona spuštaju na zemlju pomoću padobrana. Raketna meteorološka istraživanja prethodila su satelitskim istraživanjima, pa su prvi meteorološki sateliti imali iste instrumente kao i meteorološke rakete. Raketa je prvi put lansirana radi proučavanja parametara vazdušnog okruženja 11. aprila 1937. godine, ali su redovna lansiranja počela 1950-ih, kada je stvorena serija specijalizovanih naučnih raketa. U Sovjetskom Savezu to su bile meteorološke rakete MR-1, M-100, MR-12, MMR-06 i geofizičke rakete tipa "Vertikala". IN moderna Rusija

septembra 2007. godine korištene su rakete M-100B. Izvan Rusije korišćeni su projektili Aerobi, Black Brant i Skylark.

Kosmonautika Kreator astronautika , kao nauka, Hermann Oberth se smatra prvim koji je dokazao fizičku mogućnost ljudsko tijelo izdržati preopterećenja koja nastaju prilikom lansiranja rakete, kao i stanje bestežinskog stanja. Velika brzina , krećući se u prostoru zbog djelovanja mlaznog potiska koji nastaje kada raketa odbaci dio vlastite mase (radna; tijelo). Let odliv produkata sagorevanja goriva (često veći od M10), omogućava upotrebu raketa u oblastima gde su potrebne izuzetno velike brzine, na primer, za lansiranje svemirskih letelica u Zemljinu orbitu (pogledajte Prva brzina bekstva). Maksimalna brzina koja se može postići upotrebom

, izračunava se pomoću formule Tsiolkovsky, koja opisuje povećanje brzine kao proizvod brzine izduvavanja i prirodnog logaritma omjera početne i konačne mase aparata. Raketa je jedina vozilo sposoban da lansira svemirski brod u svemir. Alternativni načini podizanja u orbitu, kao što je "svemirski lift", još su u fazi projektovanja.

IN prostor glavna karakteristika se najjasnije manifestuje rakete- nema potrebe okruženje ili spoljne sile za vaše kretanje. Ova karakteristika, međutim, zahtijeva da sve komponente potrebne za stvaranje sile reakcije budu na brodu rakete. Dakle za projektili, koristeći guste komponente kao što su tekući kisik i kerozin kao gorivo, omjer težine goriva i težine strukture dostiže 20/1. Za rakete koje se pokreću na kiseonik i vodonik, ovaj odnos je manji - oko 10/1. Masivno karakteristike rakete u velikoj mjeri ovise o korištenom tipu raketni motor i utvrđene granice pouzdanosti dizajna.

Zbog smanjenja ukupna težina dizajnom i sagorevanjem goriva, ubrzanje kompozitne rakete se vremenom povećava. Može se neznatno smanjiti samo u trenutku odbacivanja istrošenih stupnjeva i početka rada motora sljedeće faze. Takve višestepene rakete dizajnirane za lansiranje svemirskih letjelica nazivaju se lansirnim vozilima.

Korišćen za potrebe astronautičke rakete nazivaju se lansirnim vozilima jer nose teret. Najčešće se višestepene balističke rakete koriste kao lansirne rakete. , krećući se u prostoru zbog djelovanja mlaznog potiska koji nastaje kada raketa odbaci dio vlastite mase (radna; tijelo). Let. Nosilica se lansira sa Zemlje, ili, u slučaju dugog leta, iz orbite vještačkog Zemljinog satelita.

Trenutno prostor agencije različitim zemljama Koriste se lansirne rakete Atlas V, Ariane 5, Proton, Delta-4, Sojuz-2 i mnoge druge.

Snage koje djeluju na raketu u letu

Nauka koja proučava sile koje djeluju na rakete ili druge svemirske letjelice naziva se astrodinamika.

Glavne sile koje djeluju na raketu u letu:
1. Potisak motora
2. Privlačnost nebeskog tijela
3. Prilikom kretanja u atmosferi - povucite.
4. Sila dizanja. Obično mali, ali značajan za raketne avione.

Književnost

1. Raketa // Kosmonautika: Mala enciklopedija; Glavni i odgovorni urednik V. P. Glushko. 2. izdanje, dodatno - Moskva: “ Sovjetska enciklopedija“, 1970. – str. 372
2. Wikipedia

Kratka istorija raketa

Opšti princip mlaznog leta, koji je bio osnova svih raketa, je jednostavan - neki dio se odvaja od tijela, čime se sve ostalo pokreće.

Nije poznato ko je prvi primenio ovaj princip, ali različita nagađanja i pretpostavke vraćaju genealogiju raketne nauke do Arhimeda. Ono što se pouzdano zna o prvim ovakvim izumima je da su ih aktivno koristili Kinezi, koji su ih natovarili barutom i zbog eksplozije lansirali u nebo. Tako su stvorili prvi čvrsto gorivo rakete. Evropske vlade su rano pokazale veliko interesovanje za projektile

Drugi raketni bum

Rakete su čekale u krilima i čekale: 1920-ih počeo je drugi raketni bum, a vezuje se prvenstveno za dva imena.

Konstantin Eduardovič Ciolkovski - samouki naučnik iz Ryazan provincija, uprkos poteškoćama i preprekama, i sam je došao do mnogih otkrića, bez kojih ne bi bilo moguće ni govoriti o svemiru. Ideja o korištenju tekućeg goriva, formule Tsiolkovskyja, koja izračunava brzinu potrebnu za let na osnovu omjera konačne i početne mase, višestepena raketa - sve je to njegova zasluga. U velikoj meri pod uticajem njegovih radova nastala je i formalizovana domaća raketna nauka. U Sovjetskom Savezu počela su spontano da nastaju društva i krugovi za proučavanje mlaznog pogona, uključujući GIRD - grupu za proučavanje mlaznog pogona, a 1933. godine, pod patronatom vlasti, pojavio se Institut za mlazni pogon.

Konstantin Eduardovič Ciolkovski.
Izvor: Wikimedia.org

Drugi junak raketne trke je njemački fizičar Wernher von Braun. Braun je imao odlično obrazovanje i živahan um, te je nakon susreta sa drugim svetskom raketnom naukom, Heinrichom Oberthom, odlučio da sve svoje napore uloži u stvaranje i poboljšanje raketa. Tokom Drugog svetskog rata, von Braun je zapravo postao otac Rajhovog „oružja za odmazdu” - rakete V-2, koju su Nemci počeli da koriste na bojnom polju 1944. „Krilati užas“, kako su ga zvali u štampi, donio je uništenje mnogima engleski gradovi, ali, srećom, u to vrijeme je slom nacizma već bio pitanje vremena. Wernher von Braun je zajedno sa svojim bratom odlučio da se preda Amerikancima i, kako je istorija pokazala, ovo je bila sretna karta ne samo i ne toliko za naučnike, već i za same Amerikance. Od 1955. godine Brown je radio za američku vladu, a njegovi izumi čine osnovu američkog svemirskog programa.

No, vratimo se u 1930-e. Sovjetska vlada je cijenila revnost entuzijasta na putu u svemir i odlučila je da ga iskoristi u svojim interesima. Tokom ratnih godina, "Katyusha" se pokazala kao odlična - višestruki raketni sistem koji je pucao rakete. Bilo je to na mnogo načina inovativno oružje: Katjuša, zasnovana na lakom kamionu Studebaker, stigla je, okrenula se, zapucala na sektor i otišla, ne dozvoljavajući Nemcima da dođu sebi.

Kraj rata postavio je našem rukovodstvu novi zadatak: Amerikanci su svijetu pokazali svu svoju moć nuklearna bomba, a postalo je sasvim očito da samo oni koji imaju nešto slično mogu tražiti status supersile. Ali postojao je problem. Činjenica je da su nam, pored same bombe, bila potrebna i dostavna vozila koja bi mogla zaobići američku protivvazdušnu odbranu. Avioni nisu bili pogodni za ovo. I SSSR je odlučio da se osloni na rakete.

Konstantin Eduardovič Ciolkovski umro je 1935. godine, ali ga je zamenila čitava generacija mladih naučnika koji su poslali čoveka u svemir. Među tim naučnicima bio je i Sergej Pavlovič Koroljov, kome je suđeno da postane "adut" Sovjeta u svemirskoj trci.

SSSR je počeo da stvara svoje interkontinentalni projektil sa svom marljivošću: organizovani instituti, okupljeni najbolji naučnici, istraživački institut za raketno oružje, a posao je u punom jeku.

Samo kolosalan napor truda, sredstava i umova omogućio je to Sovjetski Savez V što je pre moguće napravite sopstvenu raketu, koju su nazvali R-7. Upravo su njegove modifikacije lansirale Sputnjik i Jurija Gagarina u svemir, a Sergej Koroljov i njegovi saradnici su lansirali svemirsko doba čovečanstva. Ali od čega se sastoji svemirska raketa?

Riječ kosmos je sinonim za riječ Univerzum. Svemir se često donekle proizvoljno dijeli na bliski svemir, koji se trenutno može istraživati ​​uz pomoć umjetnih Zemljinih satelita, svemirskih letjelica, međuplanetarnih stanica i drugih sredstava, te udaljeni svemir - sve ostalo, neuporedivo veće. U stvari, bliski svemir se odnosi na Sunčev sistem, a udaljeni svemir se odnosi na ogromna prostranstva zvijezda i galaksija.

Doslovno značenje riječi "kosmonautika", koja je kombinacija dva grčke riječi- "plivanje u svemiru." U uobičajenoj upotrebi ova riječ označava skup različitih grana nauke i tehnologije koje obezbjeđuju istraživanje i razvoj svemira i nebeskih tijela uz pomoć svemirskih letjelica – umjetnih satelita, automatskih stanica različite namjene, svemirskih letjelica s ljudskom posadom.

Kosmonautika, ili, kako je ponekad nazivaju, astronautika, objedinjuje letove u svemir, skup grana nauke i tehnologije koje služe za istraživanje i korištenje svemira u interesu potreba čovječanstva korištenjem raznih svemirskih sredstava. Za početak svemirskog doba čovječanstva smatra se 4. oktobar 1957. godine - datum kada je u Sovjetskom Savezu lansiran prvi umjetni Zemljin satelit.

Teorija svemirskog leta, dugogodišnji san čovječanstva, postala je nauka kao rezultat temeljnih radova velikog ruskog naučnika Konstantina Eduardoviča Ciolkovskog. Proučavao je osnovne principe balistike raketa, predložio dijagram raketnog motora na tekućinu i ustanovio zakone koji određuju reaktivnu silu motora. Predložene su i sheme svemirskih letjelica i dati principi projektiranja raketa koji se danas široko koriste u praksi. Dugo vremena, sve do trenutka kada su ideje, formule i crteži entuzijasta i naučnika počeli da se pretvaraju u objekte proizvedene „u metalu“ u projektantskim biroima i fabričkim radionicama, teorijska osnova astronautike počivala je na tri stuba: 1) teoriji kretanja svemirske letjelice; 2) raketna tehnologija; 3) ukupnost astronomskog znanja o Univerzumu. Kasnije je u dubinama astronautike nastao širok spektar novih naučnih i tehničkih disciplina, kao što su teorija sistema upravljanja svemirskim objektima, svemirska navigacija, teorija svemirskih komunikacija i sistema za prenos informacija, svemirska biologija i medicina itd. da nam je teško zamisliti astronautiku bez ovih disciplina, korisno je to zapamtiti teorijske osnove Kosmonautiku je postavio K. E. Ciolkovsky u vrijeme kada su izvedeni samo prvi eksperimenti o korištenju radio valova i radio se nije mogao smatrati sredstvom komunikacije u svemiru.

Beam signalizacija se već dugi niz godina ozbiljno razmatra kao sredstvo komunikacije. sunčeva svetlost, koji se reflektuje prema Zemlji ogledalima koja se nalaze na međuplanetarnoj letelici. Sada kada smo navikli da nas ne iznenađuju ni televizijski prijenosi uživo sa površine Mjeseca, ni radio fotografije snimljene u blizini Jupitera ili na površini Venere, teško je u to povjerovati. Stoga se može tvrditi da teorija svemirskih komunikacija, uprkos svoj svojoj važnosti, još uvijek nije glavna karika u lancu svemirskih disciplina. Ova glavna karika je teorija kretanja svemirskih objekata. To je ono što se može smatrati teorijom svemirskog leta. Stručnjaci koji se bave ovom naukom to nazivaju drugačije: primijenjena nebeska mehanika, nebeska balistika, svemirska balistika, kosmodinamika, mehanika svemirskih letova, teorija kretanja vještačkih nebeskih tijela. Sva ova imena imaju isto značenje, precizno izraženo zadnjim pojmom. Kosmodinamika je, dakle, dio nebeske mehanike – nauke koja proučava kretanje bilo kojeg nebeskog tijela kao prirodnog (zvijezde, Sunce, planete, njihovi sateliti, komete, meteoroidi, kosmička prašina), i vještačke (automatske svemirske letjelice i svemirske letjelice s ljudskom posadom). Ali postoji nešto što razlikuje kosmodinamiku od nebeske mehanike. Kosmodinamika, rođena u njedrima nebeske mehanike, koristi svoje metode, ali se ne uklapa u njen tradicionalni okvir.

Značajna razlika između primijenjene nebeske mehanike i klasične mehanike je u tome što se druga ne bavi i ne može baviti izborom orbita nebeskih tijela, dok se prva bavi odabirom iz ogromnog broja mogućih putanja za dostizanje određenog nebeskog tijela nekog tijela. određena putanja, koja uzima u obzir brojne, često suprotstavljene zahtjeve. Glavni zahtjev je minimalna brzina do koje letjelica ubrzava tokom početne aktivne faze leta i, shodno tome, minimalna masa lansirne rakete ili gornjeg stepena orbite (pri lansiranju iz niske orbite Zemlje). Ovo osigurava maksimalnu nosivost, a time i najveću naučnu efikasnost leta. Zahtjevi za jednostavnost upravljanja, uvjeti radio komunikacije (na primjer, u trenutku kada stanica ulazi u planetu kada je leti oko nje), uslovi naučna istraživanja(slijetanje na dnevnu ili noćnu stranu planete) itd. Kosmodinamika pruža dizajnerima svemirskih operacija metode za optimalan prijelaz iz jedne orbite u drugu, te metode za korekciju putanje. U njegovom vidnom polju je orbitalno manevrisanje, nepoznato klasičnoj nebeskoj mehanici. Kosmodinamika je temelj opšte teorije svemirskih letova (kao što je aerodinamika temelj teorije leta u atmosferi aviona, helikoptera, vazdušnih brodova i drugih letelica). Kosmodinamika dijeli ovu ulogu sa dinamikom raketa - naukom o kretanju rakete. Obje nauke, usko isprepletene, čine osnovu svemirske tehnologije. Obe su sekcije teorijske mehanike, koja je i sama zasebna sekcija fizike. Kao egzaktna nauka, kosmodinamika koristi matematičke metode istraživanja i zahtijeva logički koherentan sistem prezentacije. Nije uzalud da su temelje nebeske mehanike razvili nakon velikih otkrića Kopernika, Galileja i Keplera upravo oni naučnici koji su uveli najveći doprinos u razvoju matematike i mehanike. To su bili Newton, Euler, Clairaut, d'Alembert, Lagrange, Laplace. A trenutno matematika pomaže u rješavanju problema nebeske balistike i, zauzvrat, dobiva poticaj u svom razvoju zahvaljujući zadacima koje kosmodinamika postavlja za nju.

Klasična nebeska mehanika bila je čisto teorijska nauka. Njeni zaključci su dosledno potvrđivani podacima astronomskih posmatranja. Kosmodinamika je uvela eksperiment u nebesku mehaniku, a nebeska mehanika se po prvi put pretvorila u eksperimentalnu nauku, sličnu u tom pogledu, recimo, grani mehanike kao što je aerodinamika. Nehotično pasivnu prirodu klasične nebeske mehanike zamijenio je aktivni, ofanzivni duh nebeske balistike. Svako novo dostignuće u astronautici je ujedno i dokaz efikasnosti i tačnosti kosmodinamičkih metoda. Kosmodinamika je podeljena na dva dela: teoriju kretanja centra mase letelice (teoriju kosmičkih putanja) i teoriju kretanja letelice u odnosu na centar mase (teoriju „rotacionog kretanja“).

Raketni motori

Glavno i gotovo jedino prijevozno sredstvo u svemiru je raketa, koju je za tu svrhu prvi predložio 1903. K. E. Tsiolkovsky. Zakoni raketnog pogona predstavljaju jedan od kamena temeljaca teorije svemirskog leta.

Kosmonautika ima veliki arsenal raketnih pogonskih sistema zasnovanih na upotrebi razne vrste energije. Ali u svim slučajevima, raketni motor obavlja isti zadatak: na ovaj ili onaj način izbacuje određenu masu iz rakete, čija se rezerva (tzv. radni fluid) nalazi unutar rakete. Na izbačenu masu iz rakete djeluje određena sila, a prema trećem Newtonovom zakonu mehanike - zakonu jednakosti djelovanja i reakcije - ista sila, ali u suprotnom smjeru, djeluje iz izbačene mase na raketu. Ova poslednja sila koja pokreće raketu naziva se potisak. Intuitivno je jasno da sila potiska treba da bude veća, što je veća masa u jedinici vremena koja se izbacuje iz rakete i što je veća brzina koja se može preneti izbačenoj masi.

Najjednostavniji dijagram raketnog dizajna:

U ovoj fazi razvoja nauke i tehnologije postoje raketni motori zasnovani na različitim principima rada.

Termohemijski raketni motori.

Princip rada termokemijskih (ili jednostavno hemijskih) motora nije komplikovan: kao rezultat hemijske reakcije (obično reakcije sagorevanja), oslobađa se velika količina toplote koja se zagreva na visoka temperatura Reakcioni proizvodi, koji se brzo šire, izbacuju se iz rakete velikom brzinom ispuha. Hemijski motori spadaju u širu klasu termičkih motora (izmjenjivača topline) kod kojih radni fluid istječe kao rezultat njegovog širenja zagrijavanjem. Za takve motore, brzina izduvnih gasova uglavnom ovisi o temperaturi ekspandirajućih plinova i njihovoj prosječnoj molekulskoj težini: viša temperatura a što je manja molekularna težina, to je veća brzina protoka. Na ovom principu rade raketni motori na tečno gorivo, raketni motori na čvrsto gorivo i motori koji dišu vazduh.

Nuklearni termalni motori.

Princip rada ovih motora se gotovo ne razlikuje od principa rada hemijskih motora. Razlika je u tome što se radni fluid zagrijava ne zbog vlastite kemijske energije, već zbog "stranske" topline koja se oslobađa tijekom intranuklearne reakcije. Na osnovu ovog principa, pulsirajući nuklearni termalni motori, bazirani su nuklearni termalni motori termonuklearne fuzije, on radioaktivnog raspada izotopi. Međutim, opasnost od radioaktivne kontaminacije atmosfere i zaključivanje sporazuma o zaustavljanju nuklearnih testova u atmosferi, svemiru i pod vodom, dovela je do prestanka finansiranja navedenih projekata.

Toplotni motori sa eksterni izvor energije.

Princip njihovog rada zasniva se na primanju energije izvana. Na osnovu ovog principa dizajniran je solarni termalni motor čiji je izvor energije Sunce. Sunčeve zrake, koncentrisane u ogledalima, koriste se za direktno zagrevanje radnog fluida.

Električni raketni motori.

Ova široka klasa motora kombinuje razne vrste motora koji se trenutno vrlo intenzivno razvijaju. Ubrzanje radnog fluida do određene brzine ispuštanja vrši se zbog električna energija. Energija se dobiva iz nuklearne ili solarne elektrane koja se nalazi na brodu (u principu, čak i iz kemijske baterije). Dizajn elektromotora koji se razvija izuzetno je raznolik. Tu spadaju elektrotermalni motori, elektrostatički (jonski) motori, elektromagnetni (plazma) motori, električni motori sa unosom radne tečnosti iz gornjih slojeva atmosfere.

Svemirske rakete

Moderna svemirska raketa je složena struktura koja se sastoji od stotina hiljada i miliona dijelova, od kojih svaki igra svoju predviđenu ulogu. Ali sa stanovišta mehanike ubrzavanja rakete do potrebne brzine, cjelokupna početna masa rakete može se podijeliti na dva dijela: 1) masu radnog fluida i 2) konačnu masu preostalu nakon izbacivanja. radnog fluida. Ova potonja se često naziva "suva" masa, jer radni fluid u većini slučajeva jeste tečno gorivo. "Suva" masa (ili, ako želite, "prazna" masa, bez radnog fluida, rakete) sastoji se od mase strukture i mase nosivost. Konstrukciju treba shvatiti ne samo kao noseću konstrukciju rakete, njenu školjku, itd., već i pogonski sistem sa svim njegovim jedinicama, upravljački sistem, uključujući komande, navigacionu i komunikacionu opremu, itd. - jednom riječju, sve ono što osigurava normalan let rakete. Korisni teret se sastoji od naučne opreme, sistema radio telemetrije, tela letelice koja se lansira u orbitu, posade i sistema za održavanje života letelice, itd. Korisni teret je nešto bez čega raketa može da obavi normalan let.

Ubrzanje rakete je olakšano činjenicom da kako radni fluid istječe, masa rakete se smanjuje, zbog čega se, uz konstantan potisak, reaktivno ubrzanje kontinuirano povećava. Ali, nažalost, raketa se ne sastoji samo od jednog radnog fluida. Kako radna tečnost ističe, otpušteni rezervoari, višak delova ljuske itd. počinju da opterećuju raketu mrtvom težinom, što otežava ubrzanje. Preporučljivo je na nekim mjestima odvojiti ove dijelove od rakete. Ovako izgrađena raketa naziva se kompozitna raketa. Često se kompozitna raketa sastoji od nezavisnih raketne faze(zahvaljujući tome, od pojedinačnih koraka moguće je sastaviti različite raketni sistemi), povezani u seriju. Ali moguće je i paralelno povezivanje stepenica, jedna pored druge. Konačno, tu su projekti kompozitnih raketa, kod kojih zadnja faza ide unutar prethodne, koja je zatvorena unutar prethodne itd.; u ovom slučaju stepenice imaju zajednički motor i više nisu nezavisne rakete. Značajan nedostatak potonje sheme je da se nakon odvajanja istrošenog stupnja ubrzanje mlaza naglo povećava, budući da motor ostaje isti, potisak se stoga nije promijenio, a ubrzana masa rakete naglo se smanjila. To komplikuje preciznost navođenja projektila i postavlja povećane zahtjeve za čvrstoću konstrukcije. Kada su stepeni povezani u seriju, novouključeni stepen ima manji potisak i ubrzanje se ne menja naglo. Dok je prva faza u funkciji, možemo smatrati preostale faze zajedno sa istinskim korisnim opterećenjem kao nosivost prve faze. Nakon odvajanja prvog stepena, počinje sa radom drugi stepen, koji zajedno sa narednim stepenima i stvarnim nosivim teretom čini samostalnu raketu („prvi podrocket“). Za drugu fazu, sve naredne faze, zajedno sa pravim nosivim teretom, igraju ulogu sopstvenog tereta, itd. Svaka podraketa dodaje sopstvenu idealnu brzinu postojećoj brzini, i kao rezultat, konačnu idealnu brzinu višestepena raketa je zbir idealnih brzina pojedinačne podrakete.

Raketa je veoma "skupo" vozilo. Nosila za svemirske letjelice „transportuju“ uglavnom gorivo neophodno za rad njihovih motora i vlastite strukture, koja se sastoji uglavnom od spremnika za gorivo i pogonskog sistema. Korisno opterećenje čini samo mali dio (1,5-2,0%) lansirne mase rakete.

Kompozitna raketa omogućava efikasnije korišćenje resursa zbog činjenice da se tokom leta odvaja stepen koji je potrošio gorivo, a ostatak raketnog goriva se ne troši na ubrzavanje dizajna istrošenog stepena, koji je postao nepotrebno za nastavak leta.

Opcije konfiguracije projektila. S lijeva na desno:

1. Jednostepena raketa.
2. Dvostepena raketa poprečnog presjeka.
3. Dvostepena raketa sa uzdužnim razdvajanjem.
4. Raketa s vanjskim spremnicima za gorivo koji se odvajaju nakon što se gorivo u njima potroši.

Strukturno, višestepene rakete se izrađuju s poprečnim ili uzdužnim razdvajanjem stupnjeva.

Kod poprečnog odvajanja, stepenice se postavljaju jedna iznad druge i rade uzastopno jedna za drugom, pa se uključuju tek nakon razdvajanja prethodne faze. Ova šema omogućava kreiranje sistema, u principu, sa bilo kojim brojem faza. Njegov nedostatak je što se resursi narednih faza ne mogu koristiti u radu prethodne, jer su za nju pasivno opterećenje.

Uz uzdužno razdvajanje, prvi stepen se sastoji od nekoliko identičnih raketa (u praksi od dvije do osam), smještenih simetrično oko tijela drugog stepena, tako da su rezultujuće sile potiska motora prvog stepena usmjerene duž ose simetrije drugog i rade istovremeno. Ova šema omogućava da motor drugog stepena radi istovremeno sa motorima prvog, čime se povećava ukupni potisak, što je posebno neophodno pri radu prvog stepena, kada je masa rakete maksimalna. Ali raketa s uzdužnim razdvajanjem stupnjeva može biti samo dvostepena.

Postoji i kombinirana shema razdvajanja - uzdužno-poprečna, koja vam omogućava da kombinirate prednosti obje sheme, u kojoj je prva faza podijeljena od druge uzdužno, a razdvajanje svih sljedećih faza se odvija poprečno. Primjer ovakvog pristupa je domaća raketa-nosač Sojuz.

Space Shuttle ima jedinstven dizajn dvostepene uzdužno razdvojene rakete, čiji se prvi stepen sastoji od dva bočno postavljena pojačivača na čvrsto gorivo, u drugom stepenu, dio goriva se nalazi u rezervoarima orbitera (svemirska letjelica za višekratnu upotrebu; sama), a većina se nalazi u odvojivom vanjskom spremniku za gorivo. Prvo, pogonski sistem orbitera troši gorivo iz eksternog rezervoara, a kada se isprazni, spoljni rezervoar se resetuje i motori nastavljaju da rade na gorivu sadržanom u rezervoarima orbitera. Ovaj dizajn omogućava da se maksimalno iskoristi pogonski sistem orbitera, koji radi tokom čitavog lansiranja letelice u orbitu.

Kada su poprečno odvojene, stepenice su međusobno povezane posebnim sekcijama - adapterima - nosivim konstrukcijama cilindričnog ili konusnog oblika (ovisno o omjeru promjera stepenica), od kojih svaki mora izdržati ukupnu težinu svih narednih stepena, pomnoženo sa maksimalnom vrednošću preopterećenja rakete u svim sekcijama na kojima je ovaj adapter deo rakete. Uzdužnom podjelom, na tijelu drugog stupnja stvaraju se pojasevi snage (prednji i stražnji), na koje su pričvršćeni blokovi prvog stupnja.

Elementi koji povezuju dijelove kompozitne rakete daju joj krutost čvrstog tijela, a kada se stepenice razdvoje, gotovo momentalno bi trebali osloboditi gornji stepen. Tipično, stepenice su povezane pomoću piroboltova. Pirobolt je vijak za pričvršćivanje, u čijoj se šipki stvara šupljina uz glavu, ispunjena eksplozivnim sredstvom eksplozivno sa električnim detonatorom. Kada se strujni impuls primijeni na električni detonator, dolazi do eksplozije, uništavajući šipku vijka, uzrokujući da se njegova glava odlijepi. Količina eksploziva u piroboltu je pažljivo dozirana tako da, s jedne strane, garantirano otkine glavu, a s druge da ne ošteti raketu. Kada su stupnjevi razdvojeni, strujni impuls se istovremeno primjenjuje na električne detonatore svih piroboltova koji povezuju razdvojene dijelove i veza se oslobađa.

Zatim, stepenice treba da budu razmaknute na sigurnoj udaljenosti jedna od druge. (Pokretanje motora višeg stepena u blizini nižeg može izazvati sagorevanje njegovog kapaciteta goriva i eksploziju zaostalog goriva, što će oštetiti gornji stepen ili destabilizovati njegov let.) Prilikom odvajanja stepenica u atmosferi, aerodinamička sila motora za njihovo razdvajanje može se koristiti nadolazeći tok zraka, a prilikom odvajanja u U praznini se ponekad koriste pomoćni mali raketni motori na čvrsto gorivo.

Na tečnim raketama ovi isti motori služe i za „taloženje” goriva u rezervoarima gornjeg stepena: kada se motor donjeg stepena ugasi, raketa leti po inerciji, u stanju slobodnog pada, dok tečnost gorivo u rezervoarima je u suspenziji, što može dovesti do kvara pri pokretanju motora. Pomoćni motori daju pozornici lagano ubrzanje, pod čijim utjecajem se gorivo "taloži" na dno rezervoara.

Povećanje broja koraka daje pozitivan učinak samo do određene granice. Što je više stepenica, veća je ukupna masa adaptera, kao i motora koji rade samo na jednom dijelu leta, a u nekom trenutku dalje povećanje broja stupnjeva postaje kontraproduktivno. U savremenoj raketnoj nauci po pravilu se ne pravi više od četiri stepena.

Prilikom odabira broja koraka važno Tu su i problemi sa pouzdanošću. Pirobolt i pomoćni raketni motori na čvrsto gorivo su elementi za jednokratnu upotrebu čije se funkcionisanje ne može provjeriti prije lansiranja rakete. U međuvremenu, kvar samo jednog pirobolta može dovesti do hitnog prekida leta rakete. Povećanje broja jednokratnih elemenata koji ne podliježu funkcionalnom ispitivanju smanjuje pouzdanost cijele rakete u cjelini. Ovo također prisiljava dizajnere da se suzdrže od korištenja previše koraka.

Kosmičke brzine

Izuzetno je važno napomenuti da se brzina koju razvija raketa (a sa njom i cijela svemirska letjelica) na aktivnom dijelu puta, odnosno na toj relativno kratkoj dionici dok radi raketni motor, mora postići vrlo, vrlo visoko.

Postavimo mentalno našu raketu u slobodan prostor i upalimo njen motor. Motor je stvorio potisak, raketa je dobila neku vrstu ubrzanja i počela je da povećava brzinu, krećući se pravolinijski (ako sila potiska ne promijeni svoj smjer). Koju će brzinu raketa postići dok se njena masa smanji od početne m 0 do konačne vrijednosti m k? Ako pretpostavimo da je brzina w izlivanja materije iz rakete konstantna (ovo se prilično precizno opaža u moderne rakete), tada će raketa razviti brzinu v, izraženu Formula Ciolkovskog, koji određuje brzinu koju avion razvija pod uticajem potiska raketnog motora, nepromenjenog smera, u odsustvu svih drugih sila:

gdje ln označava prirodne, a log označava decimalne logaritme

Brzina, izračunata pomoću formule Tsiolkovsky, karakterizira energetske resurse rakete. To se zove idealno. Vidimo da idealna brzina ne zavisi od druge potrošnje mase radnog fluida, već zavisi samo od brzine izduvavanja w i od broja z = m 0 /m k, koji se naziva omjer mase ili broj Ciolkovskog.

Postoji koncept takozvanih kosmičkih brzina: prva, druga i treća. Prva kosmička brzina je brzina kojom tijelo (svemirski brod) lansirano sa Zemlje može postati njegov satelit. Ako ne uzmemo u obzir uticaj atmosfere, onda je direktno iznad nivoa mora prva brzina bijega 7,9 km/s i opada sa povećanjem udaljenosti od Zemlje. Na visini od 200 km od Zemlje iznosi 7,78 km/s. Praktično, pretpostavlja se da je prva brzina bijega 8 km/s.

Kako bi savladali gravitaciju Zemlje i pretvorili se, na primjer, u satelit Sunca ili stigli do neke druge planete solarni sistem, tijelo (svemirski brod) lansirano sa Zemlje mora dostići drugu brzinu bijega, uzetu jednakom 11,2 km/s.

Tijelo (svemirska letjelica) mora imati treću kosmičku brzinu na površini Zemlje u slučaju kada je potrebno da može savladati gravitaciju Zemlje i Sunca i napustiti Sunčev sistem. Pretpostavlja se da je treća brzina bijega 16,7 km/s.

Kosmičke brzine su ogromne po svom značaju. Oni su nekoliko desetina puta brži od brzine zvuka u zraku. Samo iz ovoga je jasno sa kakvim se složenim zadacima suočavaju u oblasti astronautike.

Zašto brzina bijega tako ogroman i zašto svemirski brod ne padne na Zemlju? Zaista, čudno je: Sunce sa svojim ogromnim gravitacionim silama drži Zemlju i sve ostale planete Sunčevog sistema u blizini sebe, sprečavajući ih da odlete u svemir. Činilo bi se čudnim da Zemlja drži Mjesec blizu sebe. Između svih tijela postoje gravitacijske sile, ali planete ne padaju na Sunce jer su u pokretu, to je tajna.

Sve pada na Zemlju: kapi kiše, pahulje, kamen koji pada sa planine i šolja prevrnuta sa stola. A Mjesec? Okreće se oko Zemlje. Da nije bilo sila gravitacije, odleteo bi tangencijalno na orbitu, a ako bi iznenada stao, pao bi na Zemlju. Mesec, usled Zemljine gravitacije, skreće sa pravog puta, sve vreme kao da „pada“ na Zemlju.

Kretanje Mjeseca se dešava duž određenog luka i sve dok djeluje gravitacija, Mjesec neće pasti na Zemlju. Isto je i sa Zemljom - ako bi stala, pala bi na Sunce, ali se to neće dogoditi iz istog razloga. Dvije vrste kretanja - jedno pod utjecajem gravitacije, drugo zbog inercije - sabiraju se i rezultiraju krivolinijskim kretanjem.

Englezi su otkrili zakon univerzalne gravitacije, koji održava Univerzum u ravnoteži naučnik Isaac Newton. Kada je objavio svoje otkriće, ljudi su govorili da je poludio. Zakon gravitacije određuje ne samo kretanje Mjeseca i Zemlje, već i svih nebeskih tijela u Sunčevom sistemu, kao i umjetnih satelita, orbitalnih stanica i međuplanetarnih svemirskih letjelica.

Keplerovi zakoni

Prije razmatranja orbite svemirskih letjelica, razmotrimo Keplerove zakone koji ih opisuju.

Johanes Kepler je imao osećaj za lepo. Cijelog svog odraslog života pokušavao je da dokaže da je Sunčev sistem neka vrsta mističnog umjetničkog djela. U početku je pokušao da poveže njegovu strukturu sa pet pravilnih poliedara klasične starogrčke geometrije. (Pravilan poliedar je trodimenzionalna figura, čija su sva lica jednaka jedna drugoj pravilni poligoni.) U Keplerovo vrijeme bilo je poznato šest planeta za koje se vjerovalo da su postavljene na rotirajuće "kristalne sfere". Kepler je tvrdio da su ove sfere raspoređene na takav način da se pravilni poliedri tačno uklapaju između susjednih sfera. Između dvije vanjske sfere - Saturna i Jupitera - postavio je kocku upisanu u vanjsku sferu, u koju je, pak, unutrašnja sfera upisana; između sfera Jupitera i Marsa - tetraedar (pravilni tetraedar) itd. Šest sfera planeta, pet pravilnih poliedara upisanih između njih - čini se da je to samo savršenstvo?

Nažalost, uporedivši svoj model sa posmatranim orbitama planeta, Kepler je bio primoran da prizna da se stvarno ponašanje nebeskih tela ne uklapa u harmonični okvir koji je zacrtao. Jedini rezultat Keplerovog mladalačkog poriva koji je preživio vekove bio je model Sunčevog sistema, koji je napravio sam naučnik i poklonio svom pokrovitelju, vojvodi Frederiku fon Virtemburgu. U ovom lijepo izvedenom metalnom artefaktu, sve orbitalne sfere planeta i pravilni poliedri upisani u njih su šuplje posude koje međusobno ne komuniciraju, a koje je za praznike trebalo puniti raznim napitcima za čast Kneževih gostiju.

Tek nakon što se preselio u Prag i postao asistent poznatom danskom astronomu Tychu Braheu, Kepler je naišao na ideje koje su zaista ovekovečile njegovo ime u analima nauke. Tycho Brahe je tokom svog života prikupljao podatke o astronomskim posmatranjima i akumulirao ogromne količine informacija o kretanju planeta. Nakon njegove smrti došli su u posjed Keplera. Ti su zapisi, inače, u to vrijeme imali veliku komercijalnu vrijednost, jer su se mogli koristiti za sastavljanje prefinjenih astroloških horoskopa (danas naučnici radije šute o ovom dijelu rane astronomije).

Prilikom obrade rezultata opservacija Tychoa Brahea, Kepler je naišao na problem koji bi, čak i sa modernim računarima, nekome mogao izgledati nerešiv, a Kepler nije imao izbora nego da sve proračune izvrši ručno. Naravno, kao i većina astronoma svog vremena, Kepler je već bio upoznat sa kopernikanskim heliocentričnim sistemom i znao je da se Zemlja okreće oko Sunca, o čemu svjedoči gore opisani model Sunčevog sistema. Ali kako tačno rotiraju Zemlja i druge planete? Zamislimo problem na sljedeći način: nalazite se na planeti koja, prvo, rotira oko svoje ose, a drugo, okreće se oko Sunca u vama nepoznatoj orbiti. Gledajući u nebo, vidimo druge planete koje se takođe kreću po nama nepoznatim orbitama. A zadatak je odrediti, na osnovu zapažanja o našem rotiranju oko svoje ose oko Sunca globus, geometrija orbita i brzina kretanja drugih planeta. To je upravo ono što je Kepler na kraju uspio, nakon čega je na osnovu dobijenih rezultata izveo svoja tri zakona!

Prvi zakon opisuje geometriju putanja planetarnih orbita: svaka planeta u Sunčevom sistemu okreće se u elipsi, u jednom od fokusa kojih se nalazi Sunce. Od školski kurs geometrija - elipsa je skup tačaka na ravni, zbir udaljenosti od kojih je do dvije fiksne tačke - fokusa - jednak konstanti. Ili drugim riječima - zamislite presjek bočne površine konusa ravninom pod uglom u odnosu na njegovu bazu, a ne prolazi kroz bazu - ovo je također elipsa. Prvi Keplerov zakon kaže da su orbite planeta elipse, sa Suncem u jednom od žarišta. Ekscentriciteti (stepen elongacije) orbita i njihova udaljenost od Sunca u perihelu (tačka najbliža Suncu) i apoheliji (najudaljenija tačka) su različiti za sve planete, ali sve eliptične orbite imaju jednu zajedničku stvar - Sunce se nalazi u jednom od dva fokusa elipse. Nakon analize opservacijskih podataka Tychoa Brahea, Kepler je zaključio da su orbite planeta skup ugniježđenih elipsa. Prije njega to jednostavno nije palo na pamet nijednom astronomu.

Istorijski značaj prvog Keplerovog zakona ne može se precijeniti. Prije njega, astronomi su vjerovali da se planete kreću isključivo kružnim orbitama, a ako se to nije uklapalo u okvir promatranja, glavno kružno kretanje je dopunjeno malim krugovima koje su planete opisivale oko tačaka glavne kružne orbite. To je prvenstveno bila filozofska pozicija, neka vrsta nepromjenjive činjenice, koja nije podložna sumnji ili provjeri. Filozofi su tvrdili da je nebeska struktura, za razliku od zemaljske, savršena u svom skladu, a budući da je najsavršenija od geometrijski oblici su krug i sfera, što znači da se planete kreću u krug. Glavna stvar je da je Johannes Kepler, dobivši pristup opsežnim opservacijskim podacima Tychoa Brahea, uspio preći preko ove filozofske predrasude, uvidjevši da ona ne odgovara činjenicama - baš kao što se Kopernik usudio da ukloni Zemlju iz centra univerzuma, suočen sa argumentima koji su u suprotnosti sa upornim geocentričnim idejama, koje su se sastojale i od „nepravilnog ponašanja“ planeta u orbitama.

Drugi zakon opisuje promjenu brzine kretanja planeta oko Sunca: svaka planeta se kreće u ravnini koja prolazi kroz centar Sunca, a u jednakim vremenskim periodima vektor radijusa koji povezuje Sunce i planetu opisuje jednake površine. . Što je eliptična orbita udaljenija od Sunca, to je kretanje sporije što je bliže Suncu, planeta se kreće brže. Sada zamislite par linijskih segmenata koji povezuju dva položaja planete u njenoj orbiti sa fokusom elipse u kojoj se nalazi Sunce. Zajedno sa segmentom elipse koji leži između njih, oni čine sektor, čija je površina upravo „oblast koja je odsječena ravnim segmentom“. Upravo o tome govori drugi zakon. Kako bliža planeta prema Suncu, segmenti su kraći. Ali u ovom slučaju, da bi sektor pokrio u jednakom vremenu jednaka površina, planeta mora preći veću udaljenost u svojoj orbiti, što znači da se njena brzina kretanja povećava.

Prva dva zakona bave se specifičnostima orbitalnih putanja jedne planete. Keplerov treći zakon nam omogućava da međusobno uporedimo orbite planeta: kvadrati perioda okretanja planeta oko Sunca povezani su sa kockama velikih poluose orbita planeta. Kaže da što je planeta udaljenija od Sunca, to je duže potrebno da se izvrši puna revolucija pri kretanju u orbiti i, shodno tome, duže traje "godina" na ovoj planeti. Danas znamo da je to zbog dva faktora. Prvo, što je planeta udaljenija od Sunca, duži je perimetar njene orbite. Drugo, kako se udaljenost od Sunca povećava, tako se smanjuje i linearna brzina kretanja planete.

Kepler je u svojim zakonima jednostavno naveo činjenice, proučavajući i generalizirajući rezultate zapažanja. Da ste ga pitali šta je uzrokovalo eliptičnost orbita ili jednakost površina sektora, ne bi vam odgovorio. To je jednostavno proizašlo iz njegove analize. Kada biste ga pitali o orbitalnom kretanju planeta u drugim zvezdanim sistemima, on vam takođe ne bi imao šta da odgovori. Morao bi početi ispočetka - akumulirati opservacijske podatke, zatim ih analizirati i pokušati identificirati obrasce. To jest, on jednostavno ne bi imao razloga vjerovati da drugi planetarni sistem poštuje iste zakone kao Sunčev sistem.

Jedan od najvećih trijumfa Njutnove klasične mehanike leži upravo u činjenici da ona pruža fundamentalno opravdanje za Keplerove zakone i potvrđuje njihovu univerzalnost. Ispostavilo se da se Keplerovi zakoni mogu izvesti iz Newtonovih zakona mehanike, Newtonovog zakona univerzalne gravitacije i zakona održanja ugaonog momenta kroz rigorozne matematičke proračune. I ako je tako, možemo biti sigurni da se Keplerovi zakoni podjednako primjenjuju na bilo koji planetarni sistem bilo gdje u Univerzumu. Astronomi koji traže nove planetarne sisteme u svemiru (a dosta ih je već otkriveno) s vremena na vrijeme, naravno, koriste Keplerove jednadžbe za izračunavanje parametara orbita udaljenih planeta, iako ih ne mogu direktno promatrati. .

Keplerov treći zakon igra i igra važnu ulogu u modernoj kosmologiji. Posmatrajući udaljene galaksije, astrofizičari otkrivaju slabe signale koje emituju atomi vodonika koji kruže u vrlo udaljenim orbitama od galaktičkog centra - mnogo dalje nego što su zvijezde obično. Koristeći Doplerov efekat u spektru ovog zračenja, naučnici određuju brzine rotacije vodonikove periferije galaktičkog diska, a od njih i ugaone brzine galaksija u celini. Radovi naučnika, koji su nas čvrsto postavili na put ispravnog razumevanja strukture našeg Sunčevog sistema, i danas, vekovima nakon njegove smrti, igraju tako važnu ulogu u proučavanju strukture ogromnog Univerzuma.

Orbite

Od velike važnosti je proračun putanja leta svemirskih letjelica, u kojem treba težiti glavnom cilju - maksimalne uštede energije. Prilikom izračunavanja putanje leta svemirske letjelice potrebno je odrediti najpovoljnije vrijeme i, ako je moguće, lokaciju lansiranja, uzeti u obzir aerodinamičke efekte koji nastaju kao rezultat interakcije uređaja sa Zemljinom atmosferom tokom lansiranja i završiti, i još mnogo toga.

Mnoge moderne svemirske letjelice, posebno one s posadom, imaju relativno male raketne motore na brodu, čija je glavna svrha neophodna korekcija orbite i kočenje prilikom slijetanja. Prilikom izračunavanja putanje leta moraju se uzeti u obzir njene promjene povezane s podešavanjem. Većina trajektorija (zapravo, cijela putanja, osim njenog aktivnog dijela i perioda prilagođavanja) se izvodi s isključenim motorima, ali, naravno, pod utjecajem gravitacijskih polja nebeskih tijela.

Putanja svemirskog broda naziva se orbita. Tokom slobodnog leta svemirske letjelice, kada su njeni mlazni motori ugašeni, kretanje nastaje pod uticajem gravitacionih sila i inercije, a glavna snaga je gravitacija Zemlje.

Ako smatramo da je Zemlja strogo sferna, a djelovanje Zemljinog gravitacijskog polja jedina sila, onda se kretanje svemirske letjelice povinuje Keplerovim dobro poznatim zakonima: događa se u stacionarnoj (u apsolutnom svemiru) ravni koja prolazi kroz centar Zemlje - orbitalna ravan; orbita ima oblik elipse ili kruga (poseban slučaj elipse).

Orbite se odlikuju nizom parametara – sistemom veličina koje određuju orijentaciju orbite nebeskog tijela u prostoru, njegovu veličinu i oblik, kao i položaj u orbiti nebeskog tijela u nekom fiksnom trenutku. Neporemećena orbita duž koje se telo kreće u skladu sa Keplerovim zakonima određena je:

1. Orbitalni nagib (i) na referentnu ravan; može imati vrijednosti od 0° do 180°. Nagib je manji od 90° ako se čini da se tijelo kreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu od posmatrača na sjevernom ekliptičkom polu ili sjevernom nebeskom polu, a veći od 90° ako se tijelo kreće u suprotnom smjeru. Kada se primeni na Sunčev sistem, ravan Zemljine orbite (ravnina ekliptike) se obično bira kao referentna ravan za veštačke satelite Zemlje, ravan Zemljinog ekvatora se obično bira kao referentna ravan; planete Sunčevog sistema, ravan ekvatora odgovarajuće planete se obično bira kao referentna ravan.
2. Dužina uzlaznog čvora (Ω)- jedan od osnovnih elemenata orbite, koji se koristi za matematički opisivanje oblika orbite i njene orijentacije u prostoru. Definira tačku u kojoj orbita siječe glavnu ravan u smjeru od juga prema sjeveru. Za tela koja se okreću oko Sunca, glavna ravan je ekliptika, a nulta tačka je prva tačka Ovna (prolećna ravnodnevica).
3. Glavna osovina(e) je polovina glavne ose elipse. U astronomiji, on karakteriše prosečnu udaljenost nebeskog tela od fokusa.
4. Ekscentričnost- numerička karakteristika konusnog presjeka. Ekscentricitet je nepromjenjiv u odnosu na kretanje ravnine i transformacije sličnosti i karakterizira „kompresiju“ orbite.
5. Periapsis argument- definiše se kao ugao između pravaca od centra za privlačenje do uzlaznog čvora orbite i do periapse (tačka orbite satelita koja je najbliža privlačećem centru), ili ugao između linije čvorova i linije apside. Računa se od centra za privlačenje u pravcu kretanja satelita, obično se bira u rasponu od 0°-360°. Da bi se odredio uzlazni i silazni čvor, odabire se određena (tzv. bazna) ravan koja sadrži centar za privlačenje. Kao bazna ravan obično se koristi ravan ekliptike (kretanje planeta, kometa, asteroida oko Sunca), ekvatorijalna ravan planete (kretanje satelita oko planete) itd.
6. Prosječna anomalija za tijelo koje se kreće po neporemećenoj orbiti - proizvod njegovog prosječnog kretanja i vremenskog intervala nakon prolaska periapse. Dakle, prosječna anomalija je ugaona udaljenost od periapse hipotetičkog tijela koje se kreće konstantnom ugaonom brzinom jednakom prosječnom kretanju.

Postoje različite vrste orbita - ekvatorijalne (nagib "i" = 0°), polarne (nagib "i" = 90°), sinhrone orbite (parametri orbite su takvi da satelit prelazi preko bilo koje tačke zemljine površine otprilike na istom lokalu solarno vrijeme), niskoorbitalni (visine od 160 km do 2000 km), srednje orbitalni (visine od 2000 km do 35786 km), geostacionarni (visine 35786 km), visokoorbitalni (visine veće od 35786 km).

Neka letovi u svemir odavno su uobičajena stvar. Ali znate li sve o svemirskim raketama? Hajde da ih rastavljamo deo po deo i vidimo od čega se sastoje i kako rade.

Raketni motori

Motori su najvažniji komponenta lansirno vozilo. Oni stvaraju vučnu silu koja pokreće raketu u svemir. Ali kada su u pitanju raketni motori, ne biste se trebali sjećati onih koji su ispod haube automobila ili, na primjer, okretanja lopatica rotora helikoptera. Raketni motori su potpuno drugačiji.

Rad raketnih motora zasniva se na trećem Newtonovom zakonu. Istorijska formulacija ovog zakona kaže da za bilo koju akciju uvijek postoji jednaka i suprotna reakcija, drugim riječima, reakcija. Zbog toga se ovi motori nazivaju mlazni motori.

Tokom rada, mlazni raketni motor izbacuje supstancu (tzv. radni fluid) u jednom smjeru, dok se sam kreće u suprotnom smjeru. Da biste razumeli kako se to dešava, ne morate sami da letite raketom. Najbliži, “zemaljski” primjer je trzaj koji nastaje prilikom ispaljivanja vatrenog oružja. Radni fluid ovdje su metak i barutni plinovi koji izlaze iz cijevi. Drugi primjer je naduvani i pušteni balon. Ako ga ne zavežete, leteće dok ne izađe vazduh. Vazduh je ovde veoma radni fluid. Jednostavno rečeno, radni fluid u raketnom motoru su produkti sagorevanja raketnog goriva.

Model raketnog motora RD-180

Gorivo

Gorivo za raketne motore je obično dvokomponentno i uključuje gorivo i oksidant. Lansirna raketa Proton koristi heptil (nesimetrični dimetilhidrazain) kao gorivo i dušikov tetroksid kao oksidant. Obje komponente su izuzetno toksične, ali ovo je "sjećanje" na originalnu borbenu svrhu projektila. Interkontinentalna balistička raketa UR-500, rodonačelnik Protona, koja je imala vojnu namjenu, morala je dugo biti u stanju borbene spremnosti prije lansiranja. A druge vrste goriva nisu dozvoljavale dugotrajno skladištenje. Rakete Sojuz-FG i Sojuz-2 koriste kerozin i tečni kiseonik kao gorivo. Iste komponente goriva koriste se u porodici lansirnih vozila Angara, Falcon 9 i Falcon Heavy koji obećava Elona Muska. Par goriva japanskog lansirnog vozila H-IIB (H-to-bee) je tečni vodonik (gorivo) i tečni kiseonik (oksidator). Kao u raketi privatne avio kompanije Blue Origin, korištenoj za lansiranje suborbitalnog broda New Shepard. Ali ovo su sve tečni raketni motori.

Koriste se i raketni motori na čvrsto gorivo, ali po pravilu u fazama na čvrsto gorivo višestepenih raketa, kao što su startni akcelerator rakete-nosača Ariane 5, drugi stepen rakete-nosača Antares i bočni pojačivači rakete. Space Shuttle.

stepenice

Korisni teret lansiran u svemir je samo mali dio mase rakete. Lansirna vozila prvenstveno „transportuju“ sebe, odnosno svoju vlastitu strukturu: rezervoare za gorivo i motore, kao i gorivo potrebno za njihov rad. Spremnici goriva i raketni motori nalaze se u različitim fazama rakete i, čim potroše gorivo, postaju nepotrebni. Kako ne bi nosili dodatni teret, oni su odvojeni. Osim punopravnih stupnjeva, koriste se i vanjski spremnici goriva koji nisu opremljeni vlastitim motorima. Tokom leta oni se takođe resetuju.

Prva faza rakete-nosača Proton-M

Postoje dvije klasične sheme za konstrukciju višestepenih raketa: s poprečnim i uzdužnim razdvajanjem stupnjeva. U prvom slučaju, stepenice se postavljaju jedna iznad druge i uključuju se tek nakon odvajanja prethodnog, donjeg stepena. U drugom slučaju, oko tijela drugog stepena nalazi se nekoliko identičnih raketnih stepenica, koje se istovremeno uključuju i ispuštaju. U ovom slučaju, motor drugog stepena može raditi i za vrijeme pokretanja. Ali kombinirana uzdužno-poprečna shema također se široko koristi.

Opcije rasporeda projektila

Nosilac lake klase Rokot, lansiran u februaru ove godine sa kosmodroma u Plesecku, je trostepena raketa sa poprečnim razdvajanjem stepenica. No, raketa-nosač Sojuz-2, lansirana sa novog kosmodroma Vostočni u aprilu ove godine, je trostepena sa uzdužno-poprečnom podjelom.

Zanimljiv dizajn dvostepene uzdužno odvojene rakete je sistem Space Shuttle. Tu leži razlika između američkih šatlova i Burana. Prvi stepen sistema Space Shuttle su bočni busteri na čvrsto gorivo, drugi je sam šatl (orbiter) sa odvojivim spoljnim rezervoarom za gorivo, koji je u obliku rakete. Tokom poletanja pali se i šatl i boster motor. U sistemu Energia-Buran, dvostepeno super-teško lansirno vozilo Energia bilo je samostalan element i, osim za lansiranje Buran MTSC u svemir, moglo se koristiti u druge svrhe, na primjer, za podršku automatskim ekspedicijama i ekspedicijama s posadom. Mjesec i Mars.

Blok ubrzanja

Može se činiti da je cilj postignut čim raketa ode u svemir. Ali to nije uvijek slučaj. Ciljana orbita svemirske letjelice ili korisnog tereta može biti mnogo viša od linije od koje svemir počinje. Na primjer, geostacionarna orbita, u kojoj se nalaze telekomunikacioni sateliti, nalazi se na nadmorskoj visini od 35.786 km. Zbog toga nam je potreban gornji stepen, koji je, u stvari, još jedan stepen rakete. Svemir počinje već na visini od 100 km, gdje počinje bestežinsko stanje, što je ozbiljan problem za konvencionalne raketne motore.

Jedan od glavnih „radnih konja“ ruske kosmonautike, raketa-nosač Proton uparen sa gornjim stepenom Breeze-M, osigurava lansiranje tereta težine do 3,3 tone u geostacionarnu orbitu, ali u početku se lansiranje vrši u nisku referentnu orbitu (. 200 km). Iako se gornji stupanj naziva jednim od stupnjeva broda, razlikuje se od uobičajenog stupnja po svojim motorima.

Proton-M lansirno vozilo sa gornjim stepenom Breeze-M u montaži

Da bi svemirski brod ili vozilo premjestio u ciljnu orbitu ili ga usmjerio na izlaznu ili međuplanetarnu putanju, gornji stepen mora biti u stanju izvesti jedan ili više manevara koji mijenjaju brzinu leta. A za to morate svaki put uključiti motor. Štaviše, tokom perioda između manevara, motor se gasi. Dakle, motor gornjeg stepena je sposoban da se više puta uključuje i gasi, za razliku od motora drugih stepenica rakete. Izuzetak su višekratni Falcon 9 i New Shepard, čiji se motori prve faze koriste za kočenje pri slijetanju na Zemlju.

Nosivost

Rakete postoje da bi lansirale nešto u svemir. Konkretno, svemirski brodovi i svemirske letjelice. U domaćoj kosmonautici to su transportni teretni brodovi Progres i svemirska letjelica Sojuz upućena na ISS. Od letjelica ove godine, američki Intelsat DLA2 i francuski Eutelsat 9B, domaća navigacijska letjelica Glonass-M br.53 i, naravno, svemirska letjelica ExoMars-2016, dizajnirana za traženje metana u atmosferi Marsa.

Rakete imaju različite mogućnosti za lansiranje korisnog tereta. Masa nosivosti rakete Rokot lake klase, namijenjene za lansiranje svemirskih letjelica u niske Zemljine orbite (200 km), iznosi 1,95 tona. Izbacuje 22,4 tone u nisku orbitu, 6,15 tona u geostacionarnu orbitu i 3,3 tone u geostacionarnu orbitu, u zavisnosti od modifikacije i kosmodroma, može da isporuči od 7,5 do 8,7 t, na geostacionarnu orbitu - od 2. do 3 t i do geostacionarne - od 1,3 do 1,5 t. Raketa je dizajnirana za lansiranje sa svih lokacija Roskosmosa: Vostočni, Pleseck, Bajkonur i Kuru, koje se koriste u sklopu zajedničkog rusko-evropskog projekta. Korišćen za lansiranje transportnih i svemirskih letelica sa posadom na ISS, Sojuz-FG LV ima masu korisnog tereta od 7,2 tone (sa svemirskim brodom Sojuz) do 7,4 tone (sa teretnim svemirskim brodom Progres). Trenutno je ovo jedina raketa koja se koristi za transport kosmonauta i astronauta na ISS.

Korisni teret se obično nalazi na samom vrhu rakete. Da bi se savladao aerodinamički otpor, svemirska letjelica ili brod se postavlja unutar prednjeg poklopca rakete, koji se odbacuje nakon prolaska kroz guste slojeve atmosfere.

Reči Jurija Gagarina koje su ušle u istoriju: "Vidim Zemlju... Kakva lepota!" rečeno im je upravo nakon puštanja prednje maske rakete-nosača Vostok.

Instalacija prednjeg oklopa rakete-nosača Proton-M, nosivost svemirskih letjelica Express-AT1 i Express-AT2

Sistem za hitno spašavanje

Raketa koja lansira svemirski brod sa posadom u orbitu može se gotovo uvijek razlikovati po izgled od one koja lansira teretni brod ili svemirski brod. Kako bi se osiguralo da posada svemirske letjelice s ljudskom posadom ostane živa u slučaju nužde na lansirnoj raketi, koristi se sistem za hitno spašavanje (ESS). U suštini, ovo je još jedna (iako mala) raketa na čelu lansirne rakete. Izvana SAS izgleda kao kupola neobičan oblik na vrhu rakete. Njegov zadatak je da u hitnim slučajevima izvuče svemirski brod s ljudskom posadom i odveze ga s mjesta nesreće.

U slučaju eksplozije rakete pri lansiranju ili na početku leta, glavni motori sistema za oporavak otkinu dio rakete u kojem se nalazi svemirski brod s ljudskom posadom i udalji ga od mjesta nesreće. Nakon toga slijedi padobransko spuštanje. Ako se let odvija normalno, nakon dostizanja sigurne visine, sistem za hitno spašavanje se odvaja od lansirne rakete. On velike visine uloga SAS-a nije toliko važna. Ovdje posada već može pobjeći zahvaljujući odvajanju modula za spuštanje letjelice od rakete.

Sojuz LV sa SAS-om na vrhu rakete

Ovaj članak će čitatelju predstaviti takve najzanimljivija tema, poput svemirske rakete, rakete-nosača i svo korisno iskustvo koje je ovaj izum donio čovječanstvu. Također će se govoriti o nosivim teretima koji se isporučuju u svemir. Istraživanje svemira počelo je ne tako davno. U SSSR-u je to bila sredina trećeg petogodišnjeg plana, kada je Drugi svjetskog rata. Svemirska raketa je razvijena u mnogim zemljama, ali ni Sjedinjene Države nisu uspjele da nas preteknu u toj fazi.

Prvo

Prvo uspješno lansiranje koje je napustilo SSSR bila je svemirska lansirna raketa s umjetnim satelitom na brodu 4. oktobra 1957. godine. Satelit PS-1 uspješno je lansiran u nisku orbitu Zemlje. Treba napomenuti da je za to bilo potrebno stvoriti šest generacija, a samo sedmu generaciju svemirske rakete Rusija je uspjela razviti brzinu potrebnu za ulazak u svemir blizu Zemlje - osam kilometara u sekundi. U suprotnom, nemoguće je savladati gravitaciju Zemlje.

To je postalo moguće u procesu razvoja balističkog oružja velikog dometa, gdje je korišteno pojačanje motora. Ne treba se brkati: svemirska raketa i svemirski brod su dvije različite stvari. Raketa je dostavno vozilo, a za nju je vezan brod. Umjesto toga, tu bi moglo biti bilo čega - svemirska raketa može nositi satelit, opremu i nuklearnu bojevu glavu, koja je uvijek služila i još uvijek služi kao odvraćanje nuklearne sile i podsticaj za održavanje mira.

Priča

Prvi koji su teoretski potkrijepili lansiranje svemirske rakete bili su ruski naučnici Meščerski i Ciolkovski, koji su već 1897. godine opisali teoriju njenog leta. Mnogo kasnije, ovu ideju su preuzeli Oberth i von Braun iz Njemačke i Goddard iz SAD-a. Upravo u ove tri zemlje počeo je rad na problemima mlaznog pogona, stvaranja mlaznih motora na čvrsto gorivo i tekućine. Ova pitanja su bila najbolje riješena u Rusiji, barem su motori na čvrsto gorivo već bili široko korišteni u Drugom svjetskom ratu (motori Katjuša). Tečni mlazni motori bili su bolje razvijeni u Njemačkoj, koja je stvorila prvu balističku raketu, V-2.

Nakon rata, tim Wernhera von Brauna, uzimajući crteže i razvoj, našao je utočište u SAD-u, a SSSR je bio primoran da se zadovolji malim brojem pojedinačnih raketnih komponenti bez ikakve prateće dokumentacije. Ostalo smo sami smislili. Raketna tehnologija se brzo razvijala, sve više povećavajući domet i težinu nosivog tereta. Godine 1954. započeo je rad na projektu, zahvaljujući kojem je SSSR mogao biti prvi koji je poletio svemirskom raketom. Radilo se o interkontinentalnoj dvostepenoj balističkoj raketi R-7, koja je ubrzo nadograđena za svemir. Ispostavilo se da je to bio veliki uspjeh - izuzetno pouzdan, osigurao je mnoge rekorde u istraživanju svemira. IN modernizovana forma i danas se koristi.

"Sputnjik" i "Mesec"

Godine 1957. prva svemirska raketa - ista R-7 - lansirala je umjetni Sputnjik 1 u orbitu. Sjedinjene Države su odlučile ponoviti takvo lansiranje nešto kasnije. Međutim, u prvom pokušaju njihova svemirska raketa nije otišla u svemir, eksplodirala je u startu - čak i na live. "Vanguard" je dizajnirao čisto američki tim i nije opravdao očekivanja. Tada je Wernher von Braun preuzeo projekat, a u februaru 1958. lansiranje svemirske rakete bilo je uspješno. U međuvremenu, u SSSR-u je R-7 moderniziran - dodata mu je treća faza. Kao rezultat toga, brzina svemirske rakete postala je potpuno drugačija - postignuta je druga kosmička brzina, zahvaljujući kojoj je postalo moguće napustiti Zemljinu orbitu. Još nekoliko godina, serija R-7 je modernizirana i poboljšana. Promijenjeni su motori svemirskih raketa, a urađeno je dosta eksperimenata sa trećim stepenom. Naredni pokušaji su bili uspješni. Brzina svemirske rakete omogućila je ne samo napuštanje Zemljine orbite, već i razmišljanje o proučavanju drugih planeta u Sunčevom sistemu.

Ali u početku je pažnja čovječanstva bila gotovo u potpunosti usmjerena na Zemljin prirodni satelit - Mjesec. Godine 1959. sovjetski svemirska stanica Luna 1, koja je trebalo da izvrši tvrdo sletanje na površinu Meseca. Međutim, zbog nedovoljno preciznih proračuna, uređaj je prošao malo dalje (šest hiljada kilometara) i pojurio prema Suncu, gdje se smjestio u orbitu. Ovako je naša zvijezda dobila svoj prvi umjetni satelit - slučajnim poklonom. Ali naše prirodni satelit Nije dugo bio sam, a iste 1959. Luna-2 je doletjela do njega, potpuno ispravno izvršivši svoj zadatak. Mjesec dana kasnije, Luna 3 nam je dostavila fotografije suprotnog dijela naše noćne zvijezde. A 1966. godine Luna 9 je lagano sletjela u Okean oluja i dobili smo panoramski pogled na površinu Mjeseca. Lunarni program se nastavio dugo, sve do trenutka kada su na njega sletjeli američki astronauti.

Jurij Gagarin

12. april je postao jedan od najvećih značajni dani u našoj zemlji. Nemoguće je preneti snagu narodnog veselja, ponosa i istinske sreće kada je najavljen prvi let čoveka u svemir. Jurij Gagarin postao je ne samo nacionalni heroj, već mu je aplaudirao cijeli svijet. I zato je 12. april 1961. godine, dan koji je trijumfalno ušao u istoriju, postao Dan kosmonautike. Amerikanci su hitno pokušali odgovoriti na ovaj korak bez presedana kako bi s nama podijelili svemirsku slavu. Mjesec dana kasnije, Alan Shepard je poletio, ali brod nije otišao u orbitu, bio je to suborbitalni let u luku, a Sjedinjene Države su uspjele u orbitalnom letu 1962. godine.

Gagarin je leteo u svemir na letelici Vostok. Riječ je o specijalnoj mašini u kojoj je Koroljev stvorio izuzetno uspješnu svemirsku platformu koja rješava mnoge različite praktične probleme. Istovremeno, na samom početku šezdesetih nije se razvijala samo verzija s ljudskom posadom let u svemir, ali je završen i projekat foto-izviđanja. "Vostok" je općenito imao mnogo modifikacija - više od četrdeset. A danas su u funkciji sateliti iz serije Bion - to su direktni potomci broda na kojem je napravljen prvi let s ljudskom posadom u svemir. Iste 1961. godine znatno složeniju ekspediciju imao je German Titov, koji je cijeli dan proveo u svemiru. Sjedinjene Države su uspjele ponoviti ovo postignuće tek 1963. godine.

"istok"

Za kosmonaute na svim svemirskim letjelicama Vostok obezbeđeno je katapultirano sedište. Ovo je bila mudra odluka, jer je jedan uređaj obavljao i zadatke pri lansiranju (hitno spašavanje posade) i meko sletanje modula za spuštanje. Dizajneri su svoje napore usmjerili na razvoj jednog uređaja umjesto dva. To je smanjilo tehnički rizik u avijaciji, katapultni sistem je u to vrijeme već bio dobro razvijen. S druge strane, postoji ogroman dobitak u vremenu nego ako dizajnirate potpuno novi uređaj. Uostalom, svemirska trka se nastavila, a SSSR ju je pobijedio s prilično velikom razlikom.

Titov je sletio na isti način. Imao je sreću da padobranom skoči u blizini pruge kojom je voz išao, a novinari su ga odmah fotografisali. Sistem za slijetanje, koji je postao najpouzdaniji i najmekši, razvijen je 1965. godine i koristi gama visinomjer. Ona i danas služi. SAD nisu imale ovu tehnologiju, zbog čega sva njihova vozila za spuštanje, čak i novi SpaceX Dragons, ne slijeću, već pljušte. Izuzetak su samo šatlovi. A 1962. godine SSSR je već započeo grupne letove na svemirskim letjelicama Vostok-3 i Vostok-4. Godine 1963. prva žena pridružila se korpusu sovjetskih kosmonauta - Valentina Tereškova je otišla u svemir, postavši prva na svijetu. Istovremeno, Valery Bykovsky postavio je rekord u trajanju jednog leta koji još nije oboren - u svemiru je ostao pet dana. Godine 1964. pojavio se višesjedni brod Voskhod, a Sjedinjene Države su zaostajale cijelu godinu. A 1965. godine Aleksej Leonov je otišao u svemir!

"venera"

1966. SSSR je započeo međuplanetarne letove. Svemirska letjelica Venera 3 je teško sletjela na susjednu planetu i tamo isporučila Zemljin globus i zastavicu SSSR-a. Godine 1975. Venera 9 je uspjela da izvrši meko sletanje i prenese sliku površine planete. A "Venera-13" je snimila panoramske fotografije i zvučne snimke u boji. Serija AMS (automatske međuplanetarne stanice) za proučavanje Venere, kao i okolnog svemira, nastavlja da se usavršava i sada. Uslovi na Veneri su teški i o njima praktički nije bilo pouzdanih podataka, a programeri nisu znali ništa o pritisku ili temperaturi na površini planete, sve je to, naravno, zakomplikovalo istraživanje;

Prva serija vozila za spuštanje znala je čak i plivati ​​- za svaki slučaj. Ipak, u početku letovi nisu bili uspješni, ali kasnije je SSSR bio toliko uspješan u Venerinim lutanjima da se ova planeta počela zvati ruskom. "Venera-1" je prva svemirska letjelica u ljudskoj istoriji dizajnirana da leti do drugih planeta i istražuje ih. Lansiran je 1961. godine, ali sedmicu kasnije veza je prekinuta zbog pregrijavanja senzora. Stanica je postala nekontrolisana i uspela je da napravi prvi prelet na svetu u blizini Venere (na udaljenosti od oko sto hiljada kilometara).

U tragovima

"Venera-4" nam je pomogla da saznamo da na ovoj planeti postoji dvjesto sedamdeset jedan stepen u sjeni (noćna strana Venere), pritisak je do dvadeset atmosfera, a sama atmosfera devedeset posto ugljični dioksid. Ova letjelica je takođe otkrila vodikovu koronu. "Venera-5" i "Venera-6" su nam puno govorile o solarnom vjetru (tokovima plazme) i njegovoj strukturi u blizini planete. "Venera-7" je razjasnila podatke o temperaturi i pritisku u atmosferi. Sve se pokazalo još složenijim: temperatura bliže površini bila je 475 ± 20°C, a pritisak je bio za red veličine veći. Na sljedećoj svemirskoj letjelici bukvalno je sve preuređeno i nakon sto sedamnaest dana Venera-8 je lagano sletjela na dnevnu stranu planete. Ova stanica je imala fotometar i mnoge dodatne instrumente. Glavna stvar je bila veza.

Ispostavilo se da se osvjetljenje najbližeg susjeda gotovo ne razlikuje od onog na Zemlji – baš kao i naše po oblačnom danu. Tamo nije samo oblačno, vrijeme se zaista razvedrilo. Slike onoga što je oprema videla jednostavno su zaprepastile zemljane. Osim toga, ispitano je tlo i količina amonijaka u atmosferi, te mjerena brzina vjetra. A “Venera-9” i “Venera-10” su nam uspjele pokazati “komšiju” na TV-u. Ovo su prvi snimci na svijetu prenijeti sa druge planete. I same ove stanice su sada umjetni sateliti Venere. Posljednji koji su doletjeli na ovu planetu bili su "Venera-15" i "Venera-16", koji su takođe postali sateliti, koji su ranije čovječanstvu pružili apsolutno nova i neophodna znanja. Godine 1985. program su nastavili Vega-1 i Vega-2, koji su proučavali ne samo Veneru, već i Halejevu kometu. Sljedeći let planiran je za 2024. godinu.

Nešto o svemirskoj raketi

Budući da su parametri i tehničke specifikacije Sve rakete se razlikuju jedna od druge, uzmite u obzir novu generaciju rakete-nosača, na primjer Soyuz-2.1A. Riječ je o trostepenoj raketi srednje klase, modificiranoj verziji Sojuz-U, koja je vrlo uspješno u pogonu od 1973. godine.

Ovo lansirno vozilo je dizajnirano za lansiranje svemirskih letjelica. Potonji mogu imati vojne, ekonomske i društvene svrhe. Ovaj projektil ih može odvesti različite vrste orbite - geostacionarne, geotranzicijske, sunce sinhrone, visoko eliptične, srednje, niske.

Modernizacija

Raketa je izuzetno modernizovana, ovde je kreiran suštinski drugačiji digitalni sistem upravljanja, razvijen na novoj domaćoj bazi elemenata, sa brzim digitalnim računarom na brodu sa mnogo većom količinom RAM-a. Digitalni sistem upravljanja obezbeđuje raketi visoko precizno lansiranje korisnog tereta.

Osim toga, ugrađeni su motori na kojima su poboljšane glave injektora prvog i drugog stepena. Postoji drugačiji sistem telemetrije. Time je povećana preciznost lansiranja projektila, njegova stabilnost i, naravno, upravljivost. Masa svemirske rakete se nije povećala, ali se korisni teret povećao za tri stotine kilograma.

Specifikacije

Prvi i drugi stepen rakete-nosača opremljeni su tečnim raketnim motorima RD-107A i RD-108A iz NPO Energomash po imenu akademika Gluška, a treći stepen opremljen je četvorokomornim RD-0110 iz Projektnog biroa Khimavtomatika. Raketno gorivo je tečni kiseonik, koji je ekološki prihvatljiv oksidant, kao i malo toksično gorivo - kerozin. Dužina rakete je 46,3 metra, težina pri lansiranju je 311,7 tona, a bez bojeve glave - 303,2 tone. Masa strukture lansirne rakete je 24,4 tone. Komponente goriva su teške 278,8 tona. Letna ispitivanja Sojuza-2.1A počela su 2004. godine na kosmodromu Pleseck i bila su uspješna. Godine 2006. raketa-nosač izvela je svoj prvi komercijalni let – lansirala je evropsku meteorološku letjelicu Metop u orbitu.

Mora se reći da rakete imaju različite mogućnosti lansiranja tereta. Postoje laki, srednji i teški nosači. Nosilica Rokot, na primjer, lansira svemirske letjelice u niske Zemljine orbite - do dvije stotine kilometara, te stoga može nositi teret od 1,95 tona. Ali Proton je teška klasa, može lansirati 22,4 tone u nisku orbitu, 6,15 tona u geostacionarnu orbitu i 3,3 tone u geostacionarnu orbitu. Lansirna raketa koju razmatramo namijenjena je svim lokacijama koje koristi Roskosmos: Kuru, Bajkonur, Pleseck, Vostočni, a djeluje u okviru zajedničkih rusko-evropskih projekata.