Wie schnell ist die schnellste Rakete im Weltall?

Der aktuelle Geschwindigkeitsrekord im Weltraum wird seit 46 Jahren gehalten. Der Korrespondent fragte sich, wann er geschlagen werden würde.

Wir Menschen sind besessen von Geschwindigkeit. So wurde erst in den letzten Monaten bekannt, dass Studenten in Deutschland einen Geschwindigkeitsrekord für ein Elektroauto aufstellen, und die US Air Force plant, Hyperschallflugzeuge so zu verbessern, dass sie fünffache Schallgeschwindigkeit erreichen, d.h. über 6100 km/h.

Solche Flugzeuge werden keine Besatzung haben, aber nicht, weil sich Menschen mit solchen nicht bewegen können schnelle Geschwindigkeit. Tatsächlich haben sich Menschen bereits mit Geschwindigkeiten bewegt, die um ein Vielfaches schneller sind als die Schallgeschwindigkeit.

Doch gibt es eine Grenze, ab der unser schnell rasender Körper Überlastungen nicht mehr standhält?

Der aktuelle Geschwindigkeitsrekord wird zu gleichen Teilen von drei beteiligten Astronauten gehalten Weltraummission Apollo 10 an Tom Stafford, John Young und Eugene Cernan.

Als die Astronauten 1969 um den Mond flogen und zurückkehrten, erreichte die Kapsel, in der sie sich befanden, eine Geschwindigkeit, die auf der Erde 39,897 km / h entsprechen würde.

„Ich denke, dass wir uns vor hundert Jahren kaum vorstellen konnten, dass ein Mensch mit einer Geschwindigkeit von fast 40.000 Stundenkilometern durch den Weltraum reisen könnte“, sagt Jim Bray vom Luft- und Raumfahrtkonzern Lockheed Martin.

Bray ist Direktor des bewohnbaren Modulprojekts für das vielversprechende Orion-Raumschiff, das von der US-Raumfahrtbehörde NASA entwickelt wird.

Wie von den Entwicklern konzipiert, soll das Orion-Raumschiff – vielseitig und teilweise wiederverwendbar – Astronauten in eine erdnahe Umlaufbahn bringen. Gut möglich, dass mit seiner Hilfe der vor 46 Jahren aufgestellte Geschwindigkeitsrekord für einen Menschen geknackt werden kann.

Die neue superschwere Rakete, Teil des Space Launch System, soll 2021 ihren ersten bemannten Flug absolvieren. Dies wird ein Vorbeiflug eines Asteroiden in der Mondumlaufbahn sein.

Die durchschnittliche Person kann mit etwa fünf G umgehen, bevor sie ohnmächtig wird.

Dann sollen monatelange Expeditionen zum Mars folgen. Nun soll die übliche Höchstgeschwindigkeit des Orion laut den Designern bei etwa 32.000 km/h liegen. Die Geschwindigkeit, die Apollo 10 entwickelt hat, kann jedoch auch dann übertroffen werden, wenn die Grundkonfiguration des Orion-Raumfahrzeugs beibehalten wird.

„Die Orion ist so konzipiert, dass sie während ihrer gesamten Lebensdauer eine Vielzahl von Zielen anfliegen kann", sagt Bray. „Sie könnte viel schneller sein als wir derzeit planen."

Aber auch "Orion" wird nicht die Spitze des menschlichen Geschwindigkeitspotentials darstellen. „Im Grunde gibt es keine andere Grenze für die Geschwindigkeit, mit der wir reisen können, als die Lichtgeschwindigkeit“, sagt Bray.

Die Lichtgeschwindigkeit beträgt eine Milliarde km/h. Gibt es Hoffnung, dass wir die Lücke zwischen 40.000 km/h und diesen Werten schließen können?

Überraschenderweise ist die Geschwindigkeit als Vektorgröße, die die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung angibt, für Menschen kein Problem körperlicher Sinn solange sie relativ konstant und in eine Richtung gerichtet ist.

Daher können sich Menschen – theoretisch – im Weltraum nur geringfügig langsamer bewegen als die „Geschwindigkeitsgrenze des Universums“, d.h. die Lichtgeschwindigkeit.

Aber selbst wenn wir davon ausgehen, dass wir die erheblichen technologischen Hürden überwinden, die mit dem Bau von Hochgeschwindigkeits-Raumfahrzeugen verbunden sind, werden unsere zerbrechlichen, hauptsächlich Wasserkörper neuen Gefahren durch die Auswirkungen der hohen Geschwindigkeit ausgesetzt sein.

Nur imaginäre Gefahren können entstehen, und zwar bisher, wenn sich Menschen bewegen können. schnellere Geschwindigkeit Licht durch die Verwendung von Schlupflöchern in moderne Physik oder durch Öffnungen, die das Muster brechen.

Wie man Überlast widersteht

Wenn wir jedoch mit Geschwindigkeiten von über 40.000 km/h fahren wollen, müssen wir sie erreichen und dann langsam und mit Geduld abbremsen.

Eine schnelle Beschleunigung und eine ebenso schnelle Verzögerung sind mit tödlichen Gefahren für den menschlichen Körper verbunden. Dies wird durch die Schwere der Körperverletzungen bei Autounfällen belegt, bei denen die Geschwindigkeit von mehreren zehn Kilometern pro Stunde auf Null abfällt.

Was ist der Grund dafür? In dieser Eigenschaft des Universums, die Trägheit oder Fähigkeit genannt wird physischer Körper, das Masse hat, einer Änderung seines Ruhe- oder Bewegungszustandes in Abwesenheit oder Kompensation äußerer Einflüsse zu widerstehen.

Diese Idee ist in Newtons erstem Gesetz formuliert, das besagt: „Jeder Körper wird solange in seinem Zustand der Ruhe oder gleichförmigen und geradlinigen Bewegung gehalten, bis und soweit er durch aufgebrachte Kräfte gezwungen wird, diesen Zustand zu ändern.“

Wir Menschen können enorme G-Kräfte ohne ernsthafte Verletzungen aushalten, allerdings nur für wenige Augenblicke.

„Der Zustand der Ruhe und Bewegung bei konstanter Geschwindigkeit ist für den menschlichen Körper normal“, erklärt Bray. „Wir sollten uns lieber Gedanken über den Zustand der Person zum Zeitpunkt der Beschleunigung machen.“

Vor etwa einem Jahrhundert führte die Entwicklung langlebiger Flugzeuge, die mit hoher Geschwindigkeit manövrieren konnten, dazu, dass Piloten über seltsame Symptome berichteten, die durch Änderungen der Geschwindigkeit und Flugrichtung verursacht wurden. Zu diesen Symptomen gehörten ein vorübergehender Verlust des Sehvermögens und ein Gefühl von Schwere oder Schwerelosigkeit.

Der Grund sind g-Kräfte, gemessen in Einheiten von G, die das Verhältnis der linearen Beschleunigung zur Beschleunigung des freien Falls auf der Erdoberfläche unter dem Einfluss von Anziehung oder Schwerkraft sind. Diese Einheiten geben die Auswirkung der Beschleunigung im freien Fall auf die Masse beispielsweise des menschlichen Körpers wieder.

Eine Überlastung von 1 G entspricht dem Gewicht eines Körpers, der sich im Schwerefeld der Erde befindet und mit einer Geschwindigkeit von 9,8 m/sec (auf Meereshöhe) vom Erdmittelpunkt angezogen wird.

G-Kräfte, die eine Person vertikal von Kopf bis Fuß oder umgekehrt erfährt, sind wahrhaftig schlechte Nachrichten für Piloten und Passagiere.

Bei negativen Überlastungen, d.h. Verlangsamung, Blut schießt von den Zehen zum Kopf, es entsteht ein Gefühl der Übersättigung, wie bei einem Handstand.

"Roter Schleier" (das Gefühl, das eine Person erlebt, wenn Blut zum Kopf strömt) tritt auf, wenn sich die blutgeschwollenen, durchscheinenden unteren Augenlider heben und die Pupillen der Augen schließen.

Umgekehrt fließt beim Beschleunigen oder bei positiven G-Kräften Blut vom Kopf in die Beine, die Augen und das Gehirn leiden unter Sauerstoffmangel, da sich Blut in den unteren Extremitäten ansammelt.

Zunächst wird die Sicht getrübt, d.h. Es gibt einen Verlust des Farbsehens und Rollen, wie sie sagen, ein "grauer Schleier", dann tritt ein vollständiger Verlust des Sehvermögens oder ein "schwarzer Schleier" auf, aber die Person bleibt bei Bewusstsein.

Übermäßige Überlastungen führen zu völliger Bewusstlosigkeit. Dieser Zustand wird Stauungs-induzierte Synkope genannt. Viele Piloten starben daran, dass ihnen ein "schwarzer Schleier" über die Augen fiel - und sie abstürzten.

Die durchschnittliche Person kann mit etwa fünf G umgehen, bevor sie ohnmächtig wird.

Piloten, die spezielle Anti-G-Overalls tragen und speziell darauf trainiert sind, die Rumpfmuskulatur anzuspannen und zu entspannen, damit das Blut nicht aus dem Kopf abfließt, sind in der Lage, das Flugzeug mit Überlastungen von etwa neun G zu fliegen.

Beim Erreichen einer konstanten Reisegeschwindigkeit von 26.000 km/h im Orbit erleben Astronauten nicht mehr Geschwindigkeit als Passagiere kommerzieller Fluggesellschaften.

„Für kurze Zeit kann der menschliche Körper viel höheren G-Kräften als neun G standhalten“, sagt Jeff Sventek, Geschäftsführer der Aerospace Medicine Association mit Sitz in Alexandria, Virginia.

Wir Menschen können enorme G-Kräfte ohne ernsthafte Verletzungen aushalten, aber nur für wenige Augenblicke.

Der kurzfristige Ausdauerrekord wurde von US Air Force Captain Eli Bieding Jr. auf der Holloman Air Force Base in New Mexico aufgestellt. Als er 1958 auf einem speziellen raketengetriebenen Schlitten bremste, nachdem er in 0,1 Sekunden auf 55 km / h beschleunigt hatte, erlebte er eine Überlastung von 82,3 G.

Dieses Ergebnis wurde von einem an seiner Brust angebrachten Beschleunigungsmesser aufgezeichnet. Beedings Augen waren ebenfalls mit einem "schwarzen Schleier" bedeckt, aber er kam bei dieser herausragenden Demonstration der Ausdauer des menschlichen Körpers nur mit blauen Flecken davon. Zwar verbrachte er nach der Ankunft drei Tage im Krankenhaus.

Und jetzt zum Weltraum

Je nach Fahrzeug waren Astronauten auch ziemlich hohen G-Kräften – von drei bis fünf G – während des Starts bzw. beim Wiedereintritt in die Atmosphäre ausgesetzt.

Diese G-Kräfte sind relativ leicht auszuhalten, dank der cleveren Idee, Raumfahrer in Bauchlage in Flugrichtung anzuschnallen.

Sobald sie eine konstante Reisegeschwindigkeit von 26.000 km/h im Orbit erreichen, erleben Astronauten nicht mehr Geschwindigkeit als Passagiere auf kommerziellen Flügen.

Wenn Überlastungen für Langzeitexpeditionen mit dem Orion-Raumschiff kein Problem darstellen, ist bei kleinen Weltraumgesteinen - Mikrometeoriten - alles schwieriger.

Diese Partikel in der Größe eines Reiskorns können beeindruckende, aber zerstörerische Geschwindigkeiten von bis zu 300.000 km/h erreichen. Um die Unversehrtheit des Schiffes und die Sicherheit seiner Besatzung zu gewährleisten, ist Orion mit einer äußeren Schutzschicht ausgestattet, deren Dicke zwischen 18 und 30 cm variiert.

Darüber hinaus sind zusätzliche Abschirmschilde sowie eine ausgeklügelte Platzierung der Ausrüstung im Inneren des Schiffes vorgesehen.

„Um die für die gesamte Raumsonde lebenswichtigen Flugsysteme nicht zu verlieren, müssen wir die Anflugwinkel von Mikrometeoriten genau berechnen“, sagt Jim Bray.

Seien Sie versichert, Mikrometeoriten sind nicht das einzige Hindernis für Weltraummissionen, bei denen hohe menschliche Fluggeschwindigkeiten im Vakuum eine immer wichtigere Rolle spielen werden.

Während der Expedition zum Mars müssen auch andere praktische Aufgaben gelöst werden, beispielsweise die Versorgung der Besatzung mit Lebensmitteln und das Gegensteuern erhöhte Gefahr Krebs aufgrund der Exposition gegenüber menschlicher Körper Weltraumstrahlung.

Eine Verringerung der Reisezeit wird die Schwere solcher Probleme verringern, so dass eine Reisegeschwindigkeit zunehmend erwünscht wird.

Raumfahrt der nächsten Generation

Dieses Bedürfnis nach Geschwindigkeit wird Raumfahrern neue Hindernisse in den Weg legen.

Auf neue NASA-Raumschiffe, die den Geschwindigkeitsrekord von Apollo 10 zu brechen drohen, wird man sich weiterhin verlassen Zeit getestet Chemiesysteme für Raketentriebwerke, die seit den ersten Weltraumflügen verwendet werden. Diese Systeme haben jedoch aufgrund der Freisetzung geringer Energiemengen pro Kraftstoffeinheit strenge Geschwindigkeitsbegrenzungen.

Die am meisten bevorzugte, wenn auch schwer fassbare Energiequelle für ein schnelles Raumschiff ist Antimaterie, ein Zwilling und Antipode gewöhnlicher Materie.

Um die Fluggeschwindigkeit für Menschen, die zum Mars und darüber hinaus fliegen, signifikant zu erhöhen, erkennen die Wissenschaftler daher, dass völlig neue Ansätze erforderlich sind.

"Die Systeme, die wir heute haben, sind durchaus in der Lage, uns dorthin zu bringen", sagt Bray, "aber wir alle würden gerne eine Motorenrevolution miterleben."

Eric Davis, leitender Forschungsphysiker am Institute for Advanced Study in Austin, Texas, und Mitglied des Motion Physics Breakthrough Program der NASA, sechs Jahre alt Forschungsprojekt, das 2002 endete, identifizierte aus Sicht der traditionellen Physik die drei vielversprechendsten Werkzeuge, die der Menschheit helfen können, Geschwindigkeiten zu erreichen, die für interplanetare Reisen einigermaßen ausreichend sind.

Zusamenfassend, wir redenüber die Phänomene der Energiefreisetzung bei der Spaltung von Materie, Kernfusion und Vernichtung von Antimaterie.

Die erste Methode ist die Atomspaltung und wird in kommerziellen Kernreaktoren verwendet.

Die zweite, thermonukleare Fusion, ist die Erzeugung schwererer Atome aus einfacheren Atomen, die Art von Reaktionen, die die Sonne antreiben. Das ist eine Technik, die fasziniert, aber nicht in die Hände gegeben wird; bis es "immer 50 Jahre entfernt" ist - und immer sein wird, wie das alte Motto dieser Branche sagt.

"Das sind sehr fortschrittliche Technologien", sagt Davis, "aber sie basieren auf traditioneller Physik und sind seit Beginn des Atomzeitalters fest etabliert." Nach optimistischen Schätzungen Antriebssysteme, basierend auf den Konzepten der Atomspaltung und thermonuklearen Fusion, sind theoretisch in der Lage, das Schiff auf 10% der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, d.h. bis zu sehr würdigen 100 Millionen km/h.

Die am meisten bevorzugte, wenn auch schwer fassbare Energiequelle für ein schnelles Raumschiff ist Antimaterie, der Zwilling und Antipode gewöhnlicher Materie.

Wenn zwei Arten von Materie in Kontakt kommen, vernichten sie sich gegenseitig, was zur Freisetzung reiner Energie führt.

Die Technologien zur Herstellung und Speicherung von – bisher extrem kleinen – Mengen an Antimaterie existieren bereits heute.

Gleichzeitig wird die Produktion von Antimaterie in nützlichen Mengen neue Spezialkapazitäten der nächsten Generation erfordern, und die Ingenieure müssen in einen Wettlauf treten, um ein geeignetes Raumschiff zu schaffen.

Aber, wie Davis sagt, sehr viel tolle ideen bereits auf den Reißbrettern ausgearbeitet.

Von Antimaterie-Energie angetriebene Raumschiffe werden in der Lage sein, monate- und sogar jahrelang zu beschleunigen und größere Prozentsätze der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen.

Gleichzeitig bleiben Überlastungen an Bord für die Schiffsbewohner akzeptabel.

Gleichzeitig werden solche fantastischen neuen Geschwindigkeiten mit anderen Gefahren für den menschlichen Körper behaftet sein.

Energie Hagel

Bei Geschwindigkeiten von mehreren hundert Millionen Kilometern pro Stunde wird jedes Staubkorn im Weltraum, von verstreuten Wasserstoffatomen bis hin zu Mikrometeoriten, unweigerlich zu einer hochenergetischen Kugel, die in der Lage ist, einen Schiffsrumpf zu durchschlagen.

„Wenn Sie sich mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegen, bedeutet dies, dass sich die Partikel, die auf Sie zufliegen, mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen“, sagt Arthur Edelstein.

Zusammen mit seinem verstorbenen Vater, William Edelstein, Professor für Radiologie an Medizinschule Johns Hopkins University arbeitete er an einer wissenschaftlichen Arbeit, die die Auswirkungen kosmischer Wasserstoffatome (auf Menschen und Ausrüstung) während Superfast untersuchte Raumfahrt im Weltraum.

Der Wasserstoff wird beginnen, sich in subatomare Partikel zu zersetzen, die in das Innere des Schiffes eindringen und sowohl die Besatzung als auch die Ausrüstung der Strahlung aussetzen.

Der Alcubierre-Motor wird Sie wie einen Surfer auf einem Wellenkamm tragen Eric Davies, Forschungsphysiker

Bei 95 % der Lichtgeschwindigkeit würde die Exposition gegenüber einer solchen Strahlung fast den sofortigen Tod bedeuten.

Das Raumschiff wird sich auf Schmelztemperaturen erhitzen, denen kein denkbares Material widerstehen kann, und das Wasser in den Körpern der Besatzungsmitglieder wird sofort kochen.

„Das sind alles extrem fiese Probleme“, bemerkt Edelstein mit grimmigem Humor.

Er und sein Vater schätzten, dass ein Raumschiff, um ein hypothetisches magnetisches Abschirmsystem zu schaffen, das das Schiff und seine Leute vor einem tödlichen Wasserstoffregen schützen könnte, mit einer Geschwindigkeit reisen könnte, die die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit nicht überschreitet. Dann haben die Menschen an Bord eine Chance zu überleben.

Mark Millis, Problemphysiker Vorwärtsbewegung, und ehemaliger Anführer Das Breakthrough Motion Physics Program der NASA warnt davor, dass diese potenzielle Geschwindigkeitsbegrenzung für die Raumfahrt ein Problem für die ferne Zukunft bleibt.

„Basierend auf den bisher gesammelten physikalischen Erkenntnissen können wir sagen, dass es äußerst schwierig sein wird, eine Geschwindigkeit über 10 % der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen", sagt Millis. „Wir sind noch nicht in Gefahr. Eine einfache Analogie: warum sich Sorgen machen." dass wir ertrinken können, wenn wir noch nicht einmal ins Wasser gegangen sind."

Schneller als das Licht?

Wenn wir davon ausgehen, dass wir sozusagen schwimmen gelernt haben, können wir dann lernen, durch die Raumzeit zu gleiten - wenn wir diese Analogie weiter entwickeln - und mit Überlichtgeschwindigkeit zu fliegen?

Die Hypothese einer angeborenen Fähigkeit, in einer superluminalen Umgebung zu überleben, ist zwar zweifelhaft, aber nicht ohne gewisse Einblicke in die gebildete Erleuchtung in pechschwarzer Dunkelheit.

Eine dieser faszinierenden Fortbewegungsarten basiert auf Technologien, die denen ähnlich sind, die im „Warp Drive“ oder „Warp Drive“ von Star Trek verwendet werden.

Das Funktionsprinzip dieser Kraftwerk, auch bekannt als „Alcubierre-Motor“* (benannt nach dem mexikanischen theoretischen Physiker Miguel Alcubierre), besteht darin, dass es dem Schiff ermöglicht, die von Albert Einstein beschriebene normale Raumzeit vor sich zu komprimieren und hinter sich auszudehnen.

Im Wesentlichen bewegt sich das Schiff in einem bestimmten Volumen der Raumzeit, einer Art "Krümmungsblase", die sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Somit bleibt das Schiff in dieser "Blase" in normaler Raumzeit stationär, ohne deformiert zu werden und Verletzungen der universellen Geschwindigkeitsbegrenzung des Lichts zu vermeiden.

"Anstatt in der Wassersäule der normalen Raumzeit zu schweben", sagt Davis, "trägt der Alcubierre-Motor Sie wie einen Surfer auf einem Brett auf den Kamm einer Welle."

Auch hier gibt es einen gewissen Trick. Um diese Idee umzusetzen, wird eine exotische Form von Materie benötigt, die eine negative Masse hat, um die Raumzeit zu komprimieren und zu expandieren.

"Die Physik enthält keine Kontraindikationen bezüglich negativer Masse", sagt Davis, "aber es gibt keine Beispiele dafür, und wir haben sie noch nie in der Natur gesehen."

Es gibt noch einen weiteren Trick. In einem 2012 veröffentlichten Artikel spekulierten Forscher der University of Sydney, dass die „Warp-Blase“ hochenergetische kosmische Teilchen ansammeln würde, da sie unweigerlich begann, mit dem Inhalt des Universums zu interagieren.

Einige der Partikel gelangen in die Blase selbst und pumpen das Schiff mit Strahlung.

Stecken Sie bei Unterlichtgeschwindigkeit fest?

Sind wir aufgrund unserer empfindlichen Biologie wirklich dazu verdammt, im Stadium der Unterlichtgeschwindigkeit stecken zu bleiben?!

Es geht nicht so sehr darum, einen neuen (galaktischen?) Geschwindigkeitsweltrekord für einen Menschen aufzustellen, sondern um die Aussicht, die Menschheit in eine interstellare Gesellschaft zu verwandeln.

Bei halber Lichtgeschwindigkeit – das ist die Grenze, der Edelsteins Forschung zufolge unser Körper standhalten kann – würde eine Hin- und Rückreise zum nächsten Stern mehr als 16 Jahre dauern.

(Die Auswirkungen der Zeitdilatation, die dazu führen würde, dass die Besatzung eines Raumschiffs weniger Zeit in ihrem Bezugsrahmen verbringt als Menschen, die in ihrem Bezugsrahmen auf der Erde verbleiben, hätten bei halber Lichtgeschwindigkeit keine dramatischen Folgen.)

Mark Millis ist voller Hoffnung. In Anbetracht der Tatsache, dass die Menschheit Anti-G-Anzüge und Schutz gegen Mikrometeoriten entwickelt hat, die es den Menschen ermöglichen, sicher in der großen blauen Entfernung und der mit Sternen übersäten Schwärze des Weltraums zu reisen, ist er zuversichtlich, dass wir Wege finden können, um zu überleben, egal wie schnell wir erreichen in der Zukunft.

„Die gleichen Technologien, die uns helfen können, unglaubliche neue Reisegeschwindigkeiten zu erreichen“, sinniert Millis, „werden uns neue, noch unbekannte Möglichkeiten zum Schutz der Besatzungen bieten.“

Anmerkungen des Übersetzers:

*Miguel Alcubierre hatte 1994 die Idee zu seiner „Blase“. Und 1995 schlug der russische theoretische Physiker Sergei Krasnikov das Konzept eines Geräts für die Raumfahrt vor, das schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist. Die Idee wurde "Krasnikovs Pfeifen" genannt.

Das ist eine künstliche Krümmung der Raumzeit nach dem Prinzip des sogenannten Wurmlochs. Hypothetisch bewegt sich das Schiff in einer geraden Linie von der Erde zu einem bestimmten Stern durch die gekrümmte Raumzeit und durchquert andere Dimensionen.

Nach Krasnikovs Theorie wird der Raumfahrer zur selben Zeit zurückkehren, zu der er gestartet ist.

Leser werden vorgestellt schnellste raketen der welt in der gesamten Schöpfungsgeschichte.

Geschwindigkeit 3,8 km/s

Die schnellste ballistische Mittelstreckenrakete mit maximale Geschwindigkeit 3,8 km pro Sekunde eröffnen die Rangliste der schnellsten Raketen der Welt. Die R-12U war eine modifizierte Version der R-12. Die Rakete unterschied sich vom Prototyp durch das Fehlen eines Zwischenbodens im Oxidationsmitteltank und einige geringfügige Konstruktionsänderungen - es gibt keine Windlasten in der Mine, die es ermöglichten, die Tanks und Trockenkammern der Rakete leichter zu machen und die Stabilisatoren aufzugeben . Seit 1976 wurden die Raketen R-12 und R-12U außer Dienst gestellt und durch mobile Bodensysteme von Pioneer ersetzt. Sie wurden im Juni 1989 außer Dienst gestellt, und zwischen dem 21. Mai 1990 wurden 149 Raketen auf der Basis Lesnaya in Weißrussland zerstört.

Geschwindigkeit 5,8 km/s

Eine der schnellsten amerikanischen Trägerraketen mit einer Höchstgeschwindigkeit von 5,8 km pro Sekunde. Es ist die erste entwickelte Interkontinentalrakete, die von den Vereinigten Staaten übernommen wurde. Seit 1951 im Rahmen des MX-1593-Programms entwickelt. bildeten die Grundlage Nukleares Arsenal US Air Force in den Jahren 1959-1964, wurde dann aber aufgrund des Aufkommens der fortschrittlicheren Minuteman-Rakete schnell aus dem Dienst genommen. Es diente als Grundlage für die Schaffung der Atlas-Familie von Trägerraketen, die seit 1959 bis heute in Betrieb ist.

Geschwindigkeit 6 km/s

UGM-133 EIN Dreizack II- Amerikanischer dreistufiger ballistische Rakete einer der schnellsten der Welt. Seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 6 km pro Sekunde. Trident-2 wird seit 1977 parallel zum leichteren Trident-1 entwickelt. 1990 adoptiert. Startgewicht - 59 Tonnen. max. Wurfgewicht - 2,8 Tonnen mit einer Startreichweite von 7800 km. Die maximale Flugreichweite mit einer reduzierten Anzahl von Sprengköpfen beträgt 11.300 km.

Geschwindigkeit 6 km/s

Eine der schnellsten ballistischen Feststoffraketen der Welt, die bei Russland im Einsatz ist. Es hat einen minimalen Zerstörungsradius von 8000 km und eine ungefähre Geschwindigkeit von 6 km / s. Die Entwicklung der Rakete wird seit 1998 vom Moskauer Institut für Wärmetechnik durchgeführt, das 1989-1997 entwickelt wurde. bodengestützte Rakete "Topol-M". Bis heute wurden 24 Teststarts der Bulava durchgeführt, von denen 15 als erfolgreich anerkannt wurden (beim ersten Start, Gewicht und Größenlayout Raketen), zwei (siebte und achte) - teilweise erfolgreich. Der letzte Teststart der Rakete fand am 27. September 2016 statt.

Geschwindigkeit 6,7 km/s

Minuteman LGM-30 g- eine der schnellsten landgestützten Interkontinentalraketen der Welt. Seine Geschwindigkeit beträgt 6,7 km pro Sekunde. Der LGM-30G Minuteman III hat je nach Sprengkopftyp eine geschätzte Reichweite von 6.000 bis 10.000 Kilometern. Der Minuteman 3 ist seit 1970 in den USA im Einsatz. Es ist die einzige silobasierte Rakete in den Vereinigten Staaten. Der erste Raketenstart fand im Februar 1961 statt, die Modifikationen II und III wurden 1964 bzw. 1968 gestartet. Die Rakete wiegt rund 34.473 Kilogramm und ist mit drei Feststofftriebwerken ausgestattet. Es ist geplant, dass die Rakete bis 2020 im Einsatz sein wird.

Geschwindigkeit 7 km/s

Die schnellste Raketenabwehr der Welt, entwickelt, um hochmanövrierbare Ziele und große Höhen zu zerstören Hyperschallraketen. Die Tests der 53T6-Serie des Amur-Komplexes begannen 1989. Seine Geschwindigkeit beträgt 5 km pro Sekunde. Die Rakete ist ein 12 Meter langer Spitzkegel ohne hervorstehende Teile. Sein Körper besteht aus hochfesten Stählen mit Verbundwicklungen. Das Design der Rakete ermöglicht es ihr, großen Überlastungen standzuhalten. Der Abfangjäger startet mit 100-facher Beschleunigung und kann Ziele abfangen, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 7 km pro Sekunde fliegen.

Geschwindigkeit 7,3 km/s

Der stärkste und schnellste Nukleare Rakete in der Welt mit einer Geschwindigkeit von 7,3 km pro Sekunde. Es ist vor allem dazu gedacht, die am stärksten befestigten zu zerstören Kommandoposten, Silos für ballistische Raketen und Luftwaffenstützpunkte. Der nukleare Sprengstoff einer Rakete kann zerstören große Stadt, ein sehr großer Teil der USA. Die Treffergenauigkeit beträgt etwa 200-250 Meter. Die Rakete ist in den langlebigsten Minen der Welt untergebracht. Die SS-18 trägt 16 Plattformen, von denen eine mit Ködern beladen ist. Beim Eintritt in eine hohe Umlaufbahn gehen alle Köpfe des "Satans" "in eine Wolke" von Ködern und werden von Radargeräten praktisch nicht identifiziert.

Geschwindigkeit 7,9 km/s

Eine Interkontinentalrakete (DF-5A) mit einer Höchstgeschwindigkeit von 7,9 km pro Sekunde eröffnet die Top 3 der schnellsten der Welt. Die chinesische Interkontinentalrakete DF-5 wurde 1981 in Dienst gestellt. Es kann einen riesigen 5-Meter-Sprengkopf tragen und hat eine Reichweite von über 12.000 km. Die DF-5 hat eine Abweichung von ungefähr 1 km, was bedeutet, dass die Rakete ein Ziel hat - Städte zu zerstören. Die Größe des Gefechtskopfs, die Ablenkung und die Tatsache, dass es nur eine Stunde dauert, um sich vollständig auf den Start vorzubereiten, machen den DF-5 zu einer Strafwaffe, die darauf ausgelegt ist, jeden potenziellen Angreifer zu bestrafen. Die 5A-Version hat eine erhöhte Reichweite, eine verbesserte 300-m-Ablenkung und die Fähigkeit, mehrere Sprengköpfe zu tragen.

R-7 Geschwindigkeit 7,9 km/s

R-7- Sowjet, die erste Interkontinentalrakete, eine der schnellsten der Welt. Seine Höchstgeschwindigkeit liegt bei 7,9 km/s. Die Entwicklung und Produktion der ersten Exemplare der Rakete wurde 1956-1957 vom Unternehmen OKB-1 in der Nähe von Moskau durchgeführt. Nach erfolgreichen Starts wurde es 1957 zum Start der Weltneuheit verwendet künstliche satelliten Erde. Seitdem werden Trägerraketen der R-7-Familie aktiv zum Starten von Raumfahrzeugen für verschiedene Zwecke eingesetzt, und seit 1961 werden diese Trägerraketen in großem Umfang in der bemannten Kosmonautik eingesetzt. Basierend auf der R-7 wurde eine ganze Familie von Trägerraketen geschaffen. Von 1957 bis 2000 wurden mehr als 1.800 Trägerraketen auf Basis der R-7 gestartet, von denen mehr als 97 % erfolgreich waren.

Geschwindigkeit 7,9 km/s

RT-2PM2 "Topol-M" (15Zh65)- die schnellste Interkontinentalrakete der Welt mit einer Höchstgeschwindigkeit von 7,9 km pro Sekunde. Die maximale Reichweite beträgt 11.000 km. Trägt einen thermonuklearen Sprengkopf mit einer Kapazität von 550 kt. In der minenbasierten Variante wurde es im Jahr 2000 in Dienst gestellt. Die Startmethode ist Mörser. Der Feststoff-Hauptmotor der Rakete ermöglicht es ihr, viel schneller an Geschwindigkeit zu gewinnen als frühere Raketentypen einer ähnlichen Klasse, die in Russland und der Sowjetunion hergestellt wurden. Dies erschwert das Abfangen durch Raketenabwehrsysteme in der aktiven Phase des Fluges erheblich.

Unser Leser Nikita Ageev fragt: Was ist das Hauptproblem bei interstellaren Flügen? Die Antwort, wie , erfordert einen großen Artikel, obwohl die Frage mit einem einzigen Zeichen beantwortet werden kann: C .

Die Vakuumlichtgeschwindigkeit c beträgt etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde und kann nicht überschritten werden. Daher ist es unmöglich, die Sterne in weniger als ein paar Jahren zu erreichen (Licht braucht 4,243 Jahre, um Proxima Centauri zu erreichen, also kann das Raumschiff nicht noch schneller ankommen). Wenn wir die Zeit für Beschleunigung und Verzögerung mit einer für einen Menschen mehr oder weniger akzeptablen Beschleunigung addieren, kommen wir auf etwa zehn Jahre bis zum nächsten Stern.

Was sind die Bedingungen zum Fliegen?

Und dieser Zeitraum ist an sich bereits ein erhebliches Hindernis, auch wenn wir die Frage ignorieren, "wie man auf eine Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt". Jetzt gibt es keine Raumschiffe, die es der Besatzung ermöglichen würden, so lange autonom im Weltraum zu leben - Astronauten werden ständig mit Nachschub von der Erde versorgt. Normalerweise beginnt ein Gespräch über die Probleme des interstellaren Reisens mit grundlegenderen Fragen, aber wir werden mit rein praktischen Problemen beginnen.

Selbst ein halbes Jahrhundert nach Gagarins Flug konnten Ingenieure keine Waschmaschine und keine halbwegs praktische Dusche für Raumfahrzeuge bauen, und Toiletten, die für Schwerelosigkeit ausgelegt sind, gehen auf der ISS mit beneidenswerter Regelmäßigkeit kaputt. Ein Flug mindestens zum Mars (22 Lichtminuten statt 4 Lichtjahre) stellt bereits eine nicht triviale Aufgabe für Sanitärdesigner dar: Reisen zu den Sternen erfordern also mindestens die Erfindung einer Weltraumtoilette mit zwanzigjähriger Garantie und dergleichen Waschmaschine.

Auch Wasser zum Waschen, Waschen und Trinken muss entweder mitgenommen oder wiederverwendet werden. Neben Luft müssen auch Lebensmittel an Bord entweder gelagert oder angebaut werden. Experimente zur Schaffung eines geschlossenen Ökosystems auf der Erde wurden bereits durchgeführt, aber ihre Bedingungen unterscheiden sich immer noch stark von denen im Weltraum, zumindest in Gegenwart der Schwerkraft. Die Menschheit weiß, wie man den Inhalt eines Nachttopfes rein macht Wasser trinken, aber in diesem Fall muss es in der Schwerelosigkeit, absolut zuverlässig und ohne eine LKW-Ladung Verbrauchsmaterial möglich sein: Eine LKW-Ladung Filterkartuschen zu den Sternen zu bringen ist zu teuer.

Socken waschen und sich vor Darminfektionen zu schützen, mag als zu banale, „nicht-physische“ Einschränkung bei interstellaren Flügen erscheinen – aber jeder erfahrene Reisende wird bestätigen, dass „Kleinigkeiten“ wie unbequeme Schuhe oder Magenverstimmungen durch ungewohntes Essen auf einer autonomen Expedition dazu führen können eine Lebensgefahr.

Die Lösung für sogar elementare häusliche Probleme erfordert die gleiche seriöse technologische Basis wie die Entwicklung grundlegend neuer Raumfahrttriebwerke. Wenn auf der Erde eine abgenutzte Dichtung in einer Toilettenschüssel im nächsten Geschäft für zwei Rubel gekauft werden kann, muss bereits auf einem Mars-Raumschiff entweder eine Reserve bereitgestellt werden alleähnlicher Teile oder ein dreidimensionaler Drucker zur Herstellung von Ersatzteilen aus universellen Kunststoffrohstoffen.

In der US Navy im Jahr 2013 im Ernst beschäftigt sich mit 3D-Druck nach Einschätzung der Zeit und der Kosten für die Reparatur militärischer Ausrüstung mit traditionellen Methoden im Feld. Das Militär argumentierte, dass es einfacher sei, eine seltene Dichtung für eine Hubschrauberbaugruppe zu drucken, die vor zehn Jahren eingestellt worden war, als ein Teil von einem Lager auf einem anderen Festland zu bestellen.

Einer von Korolevs engsten Mitarbeitern, Boris Chertok, schrieb in seinen Memoiren Rockets and People, dass irgendwann der Sowjet Raumfahrtprogramm auf einen Mangel an Steckkontakten gestoßen. Zuverlässige Steckverbinder für mehradrige Kabel mussten separat entwickelt werden.

Neben Ersatzteilen für Ausrüstung, Nahrung, Wasser und Luft benötigen Astronauten Energie. Die Energie wird vom Motor und der Bordausrüstung benötigt, sodass das Problem einer leistungsstarken und zuverlässigen Quelle separat gelöst werden muss. Solarbatterien sind nicht geeignet, schon allein wegen der Entfernung zu den fliegenden Sternen, Radioisotopengeneratoren (sie speisen die Voyager und New Horizons) liefern nicht die Energie, die für ein großes bemanntes Raumschiff erforderlich ist, und sie haben immer noch nicht gelernt, wie man sie herstellt vollwertige Kernreaktoren für den Weltraum.

Das sowjetische nuklearbetriebene Satellitenprogramm wurde durch einen internationalen Skandal nach dem Absturz von Kosmos-954 in Kanada sowie durch eine Reihe von Fehlschlägen mit weniger dramatischen Folgen beeinträchtigt. ähnliche Arbeiten in den USA wurden sogar noch früher eingeschränkt. Jetzt beabsichtigen Rosatom und Roskosmos, ein Weltraum-Kernkraftwerk zu bauen, aber dies sind immer noch Installationen für kurze Flüge und keine langfristige Reise zu einem anderen Sternensystem.

Vielleicht werden in zukünftigen interstellaren Schiffen anstelle eines Kernreaktors Tokamaks eingesetzt. Wie schwierig es ist, zumindest die Parameter eines thermonuklearen Plasmas korrekt zu bestimmen, diesen Sommer am Moskauer Institut für Physik und Technologie. Das ITER-Projekt auf der Erde geht übrigens erfolgreich voran: Auch wer heute ins erste Jahr geht, hat alle Chancen, am ersten experimentellen thermonuklearen Reaktor mit positiver Energiebilanz mitzuarbeiten.

Was fliegen?

Gewöhnliche Raketentriebwerke eignen sich nicht zum Beschleunigen und Abbremsen eines interstellaren Raumfahrzeugs. Wer den Mechanikkurs kennt, der im ersten Semester am Moskauer Institut für Physik und Technologie gelehrt wird, kann selbstständig ausrechnen, wie viel Treibstoff eine Rakete braucht, um mindestens hunderttausend Kilometer pro Sekunde zu erreichen. Für diejenigen, die mit der Tsiolkovsky-Gleichung noch nicht vertraut sind, werden wir das Ergebnis sofort bekannt geben - die Masse der Kraftstofftanks ist erheblich höher als die Masse des Sonnensystems.

Es ist möglich, die Kraftstoffzufuhr zu reduzieren, indem die Geschwindigkeit, mit der der Motor das Arbeitsfluid, Gas, Plasma oder etwas anderes ausstößt, bis zu einem Strahl von Elementarteilchen erhöht wird. Gegenwärtig werden Plasma- und Ionentriebwerke aktiv für Flüge automatischer interplanetarer Stationen innerhalb des Sonnensystems oder zur Korrektur der Umlaufbahn geostationärer Satelliten verwendet, sie haben jedoch eine Reihe anderer Nachteile. Insbesondere geben alle diese Motoren zu wenig Schub, bisher können sie dem Schiff keine Beschleunigung von mehreren Metern pro Quadratsekunde verleihen.

MIPT-Vizerektor Oleg Gorshkov ist einer der anerkannten Experten auf dem Gebiet der Plasmamotoren. Motoren der SPD-Serie werden im Fakel Design Bureau hergestellt, dies sind Serienprodukte zur Korrektur der Umlaufbahn von Kommunikationssatelliten.

In den 1950er Jahren wurde ein Motorenprojekt entwickelt, das Schwung nutzen sollte Nukleare Explosion(Projekt Orion), aber es ist noch lange keine fertige Lösung für interstellare Flüge. Noch weniger entwickelt ist das Design des Motors, der den magnetohydrodynamischen Effekt nutzt, dh durch Wechselwirkung mit interstellarem Plasma beschleunigt. Theoretisch könnte das Raumschiff das Plasma „einsaugen“ und es zurückwerfen, um es zu erzeugen Strahlschub, aber hier gibt es ein anderes Problem.

Wie man überlebt?

Interstellares Plasma besteht hauptsächlich aus Protonen und Heliumkernen, wenn wir schwere Teilchen betrachten. Wenn sie sich mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von Hunderttausenden von Kilometern pro Sekunde bewegen, gewinnen all diese Teilchen Energie in Megaelektronenvolt oder sogar Dutzenden von Megaelektronenvolt - die gleiche Menge wie die Produkte von Kernreaktionen. Die Dichte des interstellaren Mediums beträgt etwa hunderttausend Ionen pro Kubikmeter, also in einer Sekunde Quadratmeter Die Schiffshaut erhält etwa 10 13 Protonen mit Energien von mehreren zehn MeV.

Ein Elektronenvolt, eV,― das ist die Energie, die ein Elektron aufnimmt, wenn es bei einem Potentialunterschied von einem Volt von einer Elektrode zur anderen fliegt. Lichtquanten haben eine solche Energie, und ultraviolette Quanten mit höherer Energie sind bereits in der Lage, DNA-Moleküle zu schädigen. Strahlung oder Teilchen mit Energien im Megaelektronenvolt-Bereich begleiten Kernreaktionen und sind darüber hinaus selbst in der Lage, sie hervorzurufen.

Eine solche Bestrahlung entspricht einer absorbierten Energie (unter der Annahme, dass die gesamte Energie von der Haut absorbiert wird) von mehreren zehn Joule. Außerdem wird diese Energie nicht nur in Form von Wärme bereitgestellt, sondern kann teilweise dazu verwendet werden, Kernreaktionen im Schiffsmaterial unter Bildung von kurzlebigen Isotopen auszulösen: Mit anderen Worten, die Haut wird radioaktiv.

Ein Teil der einfallenden Protonen und Heliumkerne kann zur Seite abgelenkt werden Magnetfeld ist es möglich, sich durch eine komplexe Hülle aus vielen Schichten vor induzierter Strahlung und Sekundärstrahlung zu schützen, aber auch diese Probleme sind noch nicht gelöst. Darüber hinaus werden die grundlegenden Schwierigkeiten des Formulars "Welches Material wird am wenigsten durch Bestrahlung zerstört" in der Phase der Wartung des Schiffes im Flug zu besonderen Problemen - "Wie man vier Schrauben um 25 in einem Fach mit einem Hintergrund von fünfzig löst Millisievert pro Stunde."

Denken Sie daran, dass die Astronauten bei der letzten Reparatur des Hubble-Teleskops zunächst die vier Schrauben, mit denen eine der Kameras befestigt war, nicht gelöst haben. Nachdem sie sich mit der Erde beraten hatten, tauschten sie den Drehmomentschlüssel gegen einen normalen aus und legten ihn grob an körperliche Stärke. Die Bolzen begannen sich zu bewegen, die Kamera wurde erfolgreich ausgetauscht. Wäre gleichzeitig der festsitzende Bolzen abgerissen worden, hätte die zweite Expedition eine halbe Milliarde US-Dollar gekostet. Oder es wäre gar nicht passiert.

Gibt es Problemumgehungen?

In der Science-Fiction (oft mehr Fantasie als Wissenschaft) werden interstellare Reisen durch "Subraumtunnel" durchgeführt. Formal lassen Einsteins Gleichungen, die die Geometrie der Raumzeit in Abhängigkeit von der in dieser Raumzeit verteilten Masse und Energie beschreiben, tatsächlich etwas Ähnliches zu – nur die geschätzten Energiekosten sind noch deprimierender als die Schätzungen der Menge Raketentreibstoff für den Flug nach Proxima Centauri. Es wird nicht nur viel Energie benötigt, auch die Energiedichte muss negativ sein.

Die Frage, ob es möglich ist, ein stabiles, großes und energetisch mögliches „Wurmloch“ zu schaffen, ist an grundlegende Fragen zum Aufbau des Universums als Ganzes gebunden. Eines der ungelösten physikalischen Probleme ist das Fehlen der Schwerkraft im sogenannten Standardmodell – einer Theorie, die das Verhalten von Elementarteilchen beschreibt und drei der vier fundamentalen körperliche Wechselwirkungen. Die überwiegende Mehrheit der Physiker steht der Tatsache eher skeptisch gegenüber, dass in Quantentheorie Die Schwerkraft bietet Platz für interstellare "Hyperraumsprünge", aber streng genommen verbietet niemand, einen Workaround für den Flug zu den Sternen zu finden.

Korznikov berechnet, dass das Raumschiff bei einer Geschwindigkeit von mehr als 0,1 ° C keine Zeit hat, seine Flugbahn zu ändern und eine Kollision zu vermeiden. Er glaubt, dass das Raumschiff bei Unterlichtgeschwindigkeit zusammenbrechen wird, bevor es das Ziel erreicht. Interstellare Reisen sind seiner Meinung nach nur bei deutlich niedrigeren Geschwindigkeiten (bis 0,01 C) möglich. Von 1950-60er Jahren. In den Vereinigten Staaten wurde ein Raumschiff mit einem Kernimpuls-Raketentriebwerk entwickelt, um den interplanetaren Weltraum "Orion" zu erkunden.

Interstellarer Flug ist eine Reise zwischen den Sternen bemannter Fahrzeuge oder automatischer Stationen. Laut dem Direktor des Ames Research Center (NASA) Simon P. Warden kann das Projekt eines Triebwerks für Flüge in den Weltraum innerhalb von 15 bis 20 Jahren entwickelt werden.

Der Hin- und Rückflug soll aus drei Phasen bestehen: gleichmäßig beschleunigte Beschleunigung, Flug mit konstanter Geschwindigkeit und gleichmäßig beschleunigte Verzögerung. Lassen Sie das Raumschiff die Hälfte des Weges mit Einheitenbeschleunigung fahren und verlangsamen Sie die andere Hälfte mit der gleichen Beschleunigung (). Dann dreht das Schiff um und wiederholt die Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen.

Nicht alle Triebwerkstypen sind für den interstellaren Flug geeignet. Berechnungen zeigen, dass es mit Hilfe des in dieser Arbeit betrachteten Weltraumsystems möglich ist, den Stern Alpha Centauri ... in etwa 10 Jahren zu erreichen. Als eine der Lösungen des Problems wird vorgeschlagen, sich mit Licht- oder nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegende Elementarteilchen als Arbeitssubstanz der Rakete zu verwenden.

Wie schnell sind moderne Raumfahrzeuge?

Die Ausstoßgeschwindigkeit der Partikel liegt zwischen 15 und 35 Kilometer pro Sekunde. Daher entstanden Ideen, um interstellare Schiffe mit Energie zu versorgen externe Quelle. Auf der dieser Moment Dieses Projekt ist nicht durchführbar: Der Motor muss eine Abgasgeschwindigkeit von 0,073 s (spezifischer Impuls 2 Millionen Sekunden) haben, während sein Schub 1570 N (dh 350 Pfund) erreichen muss.

Die Kollision mit interstellarem Staub wird nahezu mit Lichtgeschwindigkeit erfolgen und in Bezug auf die physikalische Wirkung Mikroexplosionen ähneln. In Science-Fiction-Werken werden oft interstellare Reisemethoden erwähnt, die darauf basieren, sich im Vakuum schneller als mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen. Die größte Besatzung bestand aus 8 Kosmonauten (darunter 1 Frau), die am 30. Oktober 1985 auf dem Raumschiff starteten wiederverwendbar"Herausforderer".

Die Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Centauri) beträgt etwa 4,243 Lichtjahre, also etwa das 268.000-fache der Entfernung von der Erde zur Sonne. Der Raumschiffflug hat einen bedeutenden Platz in der Science-Fiction.

In dieser Situation beträgt die Flugzeit im Bezugssystem der Erde etwa 12 Jahre, während laut Schiffsuhr 7,3 Jahre vergehen. Die Eignung verschiedener Antriebsarten für den interstellaren Flug wurde insbesondere auf einem Treffen der British Interplanetary Society im Jahr 1973 von Dr. Tony Martin erörtert.

Im Laufe der Arbeit wurden Projekte für große und kleine Raumschiffe („Schiffe der Generationen“) vorgeschlagen, die den Stern Alpha Centauri in 1800 bzw. 130 Jahren erreichen können. 1971 wurde in einem Bericht von G. Marx auf einem Symposium in Byurakan vorgeschlagen, Röntgenlaser für interstellare Flüge zu verwenden. 1985 schlug R. Forward den Entwurf einer interstellaren Sonde vor, die durch Mikrowellenenergie beschleunigt wird.

Kosmische Geschwindigkeitsbegrenzung

Die Hauptkomponente der Masse moderner Raketen ist die Treibstoffmasse, die für die Beschleunigung der Rakete erforderlich ist. Wenn es möglich ist, die Umgebung der Rakete irgendwie als Arbeitsflüssigkeit und Treibstoff zu nutzen, ist es möglich, die Masse der Rakete erheblich zu reduzieren und dadurch hohe Bewegungsgeschwindigkeiten zu erreichen.

In den 1960er Jahren schlug Bussard die Konstruktion eines interstellaren Staustrahltriebwerks (MPRE) vor. Das interstellare Medium besteht hauptsächlich aus Wasserstoff. 1994 schlug Jeffrey Landis ein Projekt für eine interstellare Ionensonde vor, die von einem Laserstrahl an der Station angetrieben werden sollte.

Das vom Daedalus-Projekt entworfene Raketenschiff erwies sich als so riesig, dass es im Weltraum hätte gebaut werden müssen. Einer der Nachteile interstellare Schiffe ist die Notwendigkeit, das Antriebssystem mitzunehmen, was die Masse erhöht und dementsprechend die Geschwindigkeit verringert. Ein elektrisches Raketentriebwerk hat also eine charakteristische Geschwindigkeit von 100 km/s, was zu langsam ist, um in angemessener Zeit zu fernen Sternen zu fliegen.

Es begann 1957, als der erste Satellit, Sputnik-1, in der UdSSR gestartet wurde. Seitdem ist es Menschen gelungen, alle Planeten mit Ausnahme von zu besuchen, und unbemannte Raumsonden haben sie besucht. Satelliten, die die Erde umkreisen, sind Teil unseres Lebens geworden. Dank ihnen haben Millionen von Menschen die Möglichkeit, fernzusehen (siehe Artikel ""). Die Abbildung zeigt, wie ein Teil des Raumfahrzeugs mit einem Fallschirm zur Erde zurückkehrt.

Raketen

Die Geschichte der Weltraumforschung beginnt mit Raketen. Die ersten Raketen wurden während des Zweiten Weltkriegs für Bombenangriffe eingesetzt. 1957 wurde eine Rakete gebaut, die Sputnik-1 ins All beförderte. Der größte Teil der Rakete ist mit Treibstofftanks besetzt. Nur der obere Teil der Rakete, genannt Nutzlast. Die Ariane-4-Rakete hat drei separate Abschnitte mit Treibstofftanks. Sie heißen Raketenstufen. Jede Stufe schiebt die Rakete um eine bestimmte Strecke, danach trennt sie sich, wenn sie leer ist. Dadurch bleibt von der Rakete nur die Nutzlast übrig. Die erste Stufe trägt 226 Tonnen Flüssigbrennstoff. Treibstoff und zwei Booster erzeugen die riesige Masse, die für den Start notwendig ist. Die zweite Etappe trennt sich in einer Höhe von 135 km. Die dritte Stufe der Rakete gehört ihr und arbeitet mit Flüssigkeit und Stickstoff. Der Kraftstoff verbrennt hier in etwa 12 Minuten. Von der Ariane-4-Rakete der Europäischen Weltraumorganisation bleibt daher nur die Nutzlast übrig.

In den 1950er-1960er Jahren. Die UdSSR und die USA konkurrierten in der Weltraumforschung. Wostok war das erste bemannte Raumschiff. Die Saturn-V-Rakete beförderte erstmals Menschen zum Mond.

Raketen der 1950er-/960er-Jahre:

1. "Satellit"

2. Vorhut

3. "Juno-1"

4. "Osten"

5. "Merkur-Atlant"

6. "Gemini-Titan-2"

8. "Saturn-1B"

9. "Saturn-5"

Raumgeschwindigkeiten

Um in den Weltraum zu gelangen, muss die Rakete darüber hinausgehen. Wenn seine Geschwindigkeit nicht ausreicht, wird er aufgrund der Krafteinwirkung einfach auf die Erde fallen. Die Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um in den Weltraum zu gelangen, wird aufgerufen erste kosmische Geschwindigkeit. Es sind 40.000 km/h. Im Orbit umkreist das Raumschiff die Erde mit Umlaufgeschwindigkeit. Die Umlaufgeschwindigkeit eines Schiffes hängt von seiner Entfernung von der Erde ab. Wenn ein Raumschiff im Orbit fliegt, fällt es im Wesentlichen nur, aber es kann nicht fallen, weil es genauso viel an Höhe verliert, wie die Erdoberfläche unter ihm absinkt und sich rundet.

Raumsonden

Sonden sind unbemannte Raumfahrzeuge, die über weite Strecken geschickt werden. Sie haben jeden Planeten außer Pluto besucht. Die Sonde kann zu ihrem Ziel fliegen lange Jahre. Wenn er nach rechts fliegt Himmelskörper, geht dann in eine Umlaufbahn um ihn herum und sendet die extrahierten Informationen zur Erde. Miriner-10, die einzige Sonde, die uns besucht hat. Pioneer 10 war die erste Raumsonde, die das Sonnensystem verließ. Es wird den nächsten Stern in mehr als einer Million Jahren erreichen.

Einige Sonden sind dafür ausgelegt, auf der Oberfläche eines anderen Planeten zu landen, oder sie sind mit Landern ausgestattet, die auf den Planeten abgeworfen werden. Das Abstiegsfahrzeug kann Bodenproben sammeln und zu Forschungszwecken zur Erde bringen. 1966 landete er erstmals auf der Mondoberfläche. Raumfahrzeug- Luna-9-Sonde. Nach der Landung öffnete es sich wie eine Blume und begann zu filmen.

Satelliten

Ein Satellit ist ein unbemanntes Fahrzeug, das in die Umlaufbahn gebracht wird, normalerweise die Erde.

Die Station ist derselbe Satellit, aber für die Arbeit von Menschen an Bord ausgelegt. Ein Raumschiff mit Besatzung und Fracht kann an der Station andocken. Bisher sind nur drei Langzeitstationen im Weltraum in Betrieb: das amerikanische Skylab und die russischen Saljut und Mir. Skylab wurde 1973 in die Umlaufbahn gebracht. Drei Besatzungen arbeiteten nacheinander an seinem Bord. Der Bahnhof wurde 1979 eingestellt.

Orbitalstationen spielen eine große Rolle bei der Untersuchung der Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper. Stationen der Zukunft wie Freedom, die die Amerikaner jetzt mit Beiträgen aus Europa, Japan und Kanada bauen, werden für sehr langfristige Experimente oder für Experimente verwendet industrielle Produktion im Weltraum.

Wenn ein Astronaut die Station oder das Raumschiff verlässt Weltraum er zieht an Raumanzug. Im Inneren des Raumanzugs wird künstlich geschaffen, gleich atmosphärisch. Die inneren Schichten des Anzugs werden durch Flüssigkeit gekühlt. Geräte überwachen den Druck und den Sauerstoffgehalt im Inneren. Das Glas des Helms ist sehr langlebig, es kann dem Aufprall kleiner Steine ​​- Mikrometeoriten - standhalten.

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