Многоразовая ракета Безоса вышла в космос — но не на орбиту, а это было бы сложнее

27.11.2015, Илья Хель 12

Blue Origin, космическая компания Джеффа Безоса, вот-вот запустила свою флагманскую ракету — New Shepard — и вернула ее обратно на Землю. Аппарат достиг высоты 100 км, прежде чем вернуться и успешно приземлиться на землю. Это важный шаг в стремлении компании построить многоразовый транспорт, который сможет перевозить шесть пассажиров в космос, а после спускаться на почву ракетой и капсулой.

blue origin

Это событие вызвало несколько вопросов — и посыпались перья, судя по реакции генерального директора SpaceX Элона Маска, ответившего на заявление Безоса в твиттере. Маск защищал попытки собственной компании посадить многоразовую ракету. Давайте разберемся в вопросе.

Космос — это где?

Чем выше вы поднимаетесь в атмосфере Земли, тем ниже плотность воздуха. Тем не менее не существует некоей магической точки, после которой плотность падает до нуля. Даже на орбитальной высоте Международной космической станции есть немного воздуха, который вызывает определенное сопротивление.

Где же тогда «космос»? NASA считает астронавтами людей, которые преодолевают высоту 80 километров, но чаще ориентируются на 100 км. На высоте 100 км достаточно воздуха, чтобы мог летать самолет. Конечно, при низкой плотности воздуха придется лететь быстрее. На отметке в 100 км скорость, необходимая для полета, больше скорости, необходимой для орбиты, поэтому с таким же успехом можно просто вращаться на орбите планеты. Так что да, New Shepard вышел в космос.

Какая разница между космосом и орбитой?

New Shepard поднимается наверх, а затем возвращается вниз. Другие космические аппараты (вроде SpaceX Dragon) поднимаются наверх, выходят на орбиту, а затем возвращаются назад. В чем же разница, спросите вы? А она есть, и немаленькая. Выйти на низкую околоземную орбиту (НОО) сложнее, чем просто набрать высоту. Космический аппарат также должен существенно увеличить свою скорость, чтобы войти в орбитальное движение, а не просто оставаться «очень высоко».

Если вы хотите доставить космический аппарат на НОО (на уровень МКС), вам нужна энергия. Эта энергия будет как потенциальной гравитационной энергией для подъема, так и кинетической энергией для разгона. Из всей энергии, которая вам потребуется для выхода на орбиту, 89% уйдет в кинетическую энергию и только 11% станет гравитационной потенциальной энергией. Так что выйти на орбиту гораздо сложнее, чем просто забраться в космос.

Будут ли астронавты в невесомости?

Считается, что астронавты невесомы, потому что находятся в космосе. Но это не так. По сути, они вовсе не невесомы — просто так кажется. Если вы сверите цифры, вы обнаружите, что на орбите гравитационная сила составляет порядка 90% от ее значения на Земле. Так что да — в космосе есть гравитация. Именно гравитационная сила толкает астронавтов (и космический аппарат) по круговой орбите. Без гравитационной силы астронавт просто бы улетал от Земли по прямой линии.

Почему они ощущают невесомость? Простой ответ в том, что люди воспринимают ускорение так же, как гравитацию. Если человека ускорить в направлении гравитационной тяги (и с той же силой), он почувствует невесомость. В этом вся суть парка аттракционов, когда вы «падаете» и чувствуете, как сжимается нутро под действием «невесомости», или едете вниз в быстром лифте.

Пассажиры New Shepard будут чувствовать невесомость с того момента, когда отключатся ракетные двигатели. По мере того как капсула будет перемещаться лишь под воздействием гравитационной силы, они будут в невесомости. Blue Origin гарантирует четыре минуты невесомости. Достаточно долго, чтобы стошнило.

Осуществит ли такой аппарат «повторный вход»?

Если вы определяете «повторный вход» (reentry) как «из космоса в не-космос», то да — New Shepard это сделал. Но у такого входа не было ничего общего с повторным входом космического аппарата с орбиты на Землю. Поскольку вход на орбиту подразумевает крайне высокую скорость, уход с орбиты будет подразумевать жесткую остановку. Как правило, такие аппараты не используют ракеты для замедления аппарата, а врезаются в воздух, используя его сопротивление для снижения скорости. И есть один крупный минус: тепло. Сжатый воздух перед аппаратом разогревает все до высоченных температур. Поэтому важно иметь тепловой щит. Он позволит аппарату повторно войти в атмосферу, не сгорев. New Shepard не столкнется с такой проблемой.

Это ли космический туризм?

Если вы попадете во Францию на четыре минуты, вы будете считаться туристом? Что можно сделать в космосе за четыре минуты? Да, это считается космическим туризмом в современном понимании, но если бы я был туристом, я хотел бы остаться подольше.

Метки: , , .

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.