Πώς πετάει ένα διαστημόπλοιο στο διάστημα;
1. Οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα:
* Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα (αδράνεια): Ένα αντικείμενο στο REST παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με την ίδια ταχύτητα και προς την ίδια κατεύθυνση, εκτός εάν ενεργεί από μια μη ισορροπημένη δύναμη. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα διαστημόπλοιο κινείται, θα συνεχίσει να κινείται σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα εκτός αν κάτι ενεργεί σε αυτό.
* Ο δεύτερος νόμος του Newton (δύναμη και επιτάχυνση): Η δύναμη ισούται με την επιτάχυνση της μάζας (F =MA). Αυτό σημαίνει ότι για να αλλάξετε την κίνηση ενός διαστημικού διαστημόπλοιου (για να επιταχύνετε, να επιβραδύνετε ή να αλλάξετε κατεύθυνση), πρέπει να εφαρμοστεί μια δύναμη.
* Τρίτος νόμος του Newton (δράση και αντίδραση): Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση. Αυτό είναι το κλειδί για την πρόωση πυραύλων.
2. Πρότρηση πυραύλων:
* καύση καυσίμου: Οι ρουκέτες εργάζονται με καύση καυσίμων, το οποίο δημιουργεί ζεστά, επεκτατικά αέρια.
* Πιέστε πίσω: Τα αναπτυσσόμενα αέρια εκδιώκονται από το ακροφύσιο πυραύλων, σπρώχνοντας το διαστημόπλοιο προς την αντίθετη κατεύθυνση.
* δράση/αντίδραση: Η δύναμη των αερίων που πιέζουν πίσω στο διαστημόπλοιο είναι ίση και αντίθετη με τη δύναμη του διαστημόπλοιου που πιέζει στα αέρια. Αυτό είναι που ωθεί το διαστημόπλοιο προς τα εμπρός.
Διαφορετικοί τύποι πρόωσης:
* Χημικοί πυραύλοι: Αυτοί είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος κινητήρα πυραύλων, χρησιμοποιώντας τη χημική ενέργεια του καυσίμου για τη δημιουργία ώθησης.
* ιόν προώθηση: Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια για να επιταχύνουν τα ιόντα (φορτισμένα σωματίδια) και να δημιουργήσουν ώθηση. Είναι πιο αποτελεσματικοί από τους χημικούς πυραύλους, αλλά παράγουν πολύ λιγότερη ώθηση.
* ηλιακά πανιά: Αυτά τα πανιά χρησιμοποιούν την πίεση του ηλιακού φωτός για να προωθήσουν ένα διαστημικό σκάφος. Είναι πολύ αποτελεσματικά, αλλά απαιτούν πολύ καιρό για να επιταχυνθούν.
περιστροφή:
Τα διαστημόπλοια δεν πηγαίνουν απλά προς τα πάνω και προς τα κάτω. Ταξιδεύουν σε τροχιές γύρω από πλανήτες ή αστέρια. Για να εισέλθει σε τροχιά, ένα διαστημόπλοιο πρέπει να επιτύχει μια συγκεκριμένη ταχύτητα, που ονομάζεται ταχύτητα τροχιάς. Αυτή η ταχύτητα επιτρέπει στο διαστημόπλοιο να πέφτει συνεχώς προς τον πλανήτη, αλλά να το χάσει λόγω της οριζόντιας ταχύτητά του.
Συνοπτικά:
Τα διαστημόπλοια πετούν χρησιμοποιώντας πρόωση πυραύλων, η οποία λειτουργεί με την εκτόξευση των καυτών αερίων από το ακροφύσιο πυραύλων, πιέζοντας το διαστημόπλοιο προς τα εμπρός. Ταξιδεύουν σε τροχιές γύρω από τα ουράνια σώματα, εξισορροπώντας τη δύναμη της βαρύτητας με την οριζόντια ταχύτητά τους.
