Vol espacial
El terme vole espacial s'utilisa en astronáutica per a referir-se als viages que realisen les naus espacials fora de l'atmòsfera terrestre, a pesar de que tècnicament no siga possible volar en l'espai exterior per l'absència d'aire. Un vol espacial pot ser privat o governamental, tripulat o no tripulat, orbital o suborbital, etc.
Història
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Història dels vols espacials.
La primera proposta teòrica de viage espacial usant eixides va ser publicada per l'astrònom i matemàtic escocés William Leitch en "A Journey Through Space"[1] de 1861. Més conegut, encara que de forma no molt notable anara de Rússia, va ser "Исследование мировых пространств реактивными приборами" (L'Exploració de l'Espai Còsmic per mig de Dispositius de Reacció), publicat per Konstantín Tsiolkovski en 1903.
El vol espacial es va convertir en una possibilitat real des del punt de vista de l'ingenieria despuix de la publicació de l'artícul de Robert Goddard "A Method of Reaching Extreme Altituts" en 1919. La seua aplicació de la tovera de Laval a eixides de combustible líquit va millorar l'eficiència lo suficient per a que el viage interplanetario fora possible. També va demostrar en el laboratori que les eixides poden funcionar en el buit de l'espai; no obstant, el seu treball no va ser pres en sério. El seu intent de conseguir un contracte de l'eixèrcit per a crear un arma propulsada per eixida en la Primera Guerra Mundial va fracassar pel armistici de l'11 de novembre de 1918 en Alemània.
No obstant, l'artícul de Goddard va tindre una gran influència en Hermann Oberth, qui a la seua volta va inspirar a Wernher von Braun. Von Braun va ser la primera persona en produir eixides modernes en forma d'armes guiades, usats per Adolf Hitler. l'eixida V2 de von Braun va ser la primera eixida en aplegar a l'espai (a una altitut de 189 quilómetros) en un vol de proves en juny de 1944.[2]
El treball de Tsiolkovski en matèria d'eixides no va ser apreciat tot lo degut mentres va viure, pero va inspirar a Serguéi Koroliov, que es va convertir en el dissenyador d'eixides en cap de l'Unió Soviètica de Stalin, per a desenrollar missils balístics intercontinentals que pogueren dur armes nuclears com contramedida dels bombarders nortamericans. Missils derivats del R-7 Semiorka de Koroliov es varen usar per a llançar el primer satèlit artificial terrestre, el Sputnik 1, el 4 d'octubre de 1957; posteriorment, també varen servir com a part del Vostok 1 per a posar en òrbita a Yuri Gagarin, el primer humà en orbitar la Terra, el 12 d'abril de 1961.[3]
Al final de la Segona Guerra Mundial, von Braun i la majoria del seu equip es varen rendir a Estats Units i varen ser expatriats per a treballar en missils nortamericans en lo que es va convertir en l'Agència de Missils Balístics de l'Eixèrcit d'Estats Units. El treball que varen realisar en missils com el Juno 1 i el SM-65 Atles varen permetre llançar el satèlit Explorer 1 l'1 de febrer de 1958 i llançar al primer nortamericà en orbitar la Terra, John Glenn, el 20 de febrer de 1962 dins de la càpsula Friendship 7. Com a director del Centre Marshall de vols espacials, von Braun va supervisar el desenroll d'un tipo més gran d'eixida cridada Saturn V, en el que Estats Units va conseguir enviar en un viage d'anada i regrés a la Lluna als dos primers humans, Neil Armstrong i Buzz Aldrin, com a part de la missió Apolo 11 en juliol de 1969. En este mateix periodo, l'Unió Soviètica va tractar de desenrollar en secret l'eixida N1 per a poder enviar a una persona a la Lluna pero va fracassar.
Fases
[editar | editar còdic]Llançament
[editar | editar còdic]
Les eixides són els únics mijos actualment capaços d'alcançar l'òrbita o més llunt. Encara no s'han construït atres tecnologies de llançament espacial sense eixides, o es mantenen a una velocitat orbital reduïda. Un llançament d'eixida per a un vol espacial sol començar des d'un espaciopuerto (cosmódromo), que pot estar equipat en complexos de llançament i plataformes de llançament per a llançaments d'eixides verticals i pistes d'envolament i aterrisage d'avions portadors i naus espacials aladas. Els vehículs espacials es troben molt alluntats de les vivendes humanes per raons de soroll i seguritat. Els ICBM tenen vàries instalacions de llançament especials.
Un llançament a sovint es llimita a certes finestres de llançament. Estes finestres depenen de la posició dels cossos celests i les òrbites en relació en el lloc de llançament. La major influència és a sovint la rotació de la pròpia Terra. Una volta llançades, les òrbites es troben normalment dins de plans relativament constants en un àngul fix sobre l'eix de la Terra, i la Terra gira dins d'esta òrbita.
Una plataforma de llançament és una estructura fixa dissenyada per a despachar vehículs aéreus. Generalment consistix en una torre de llançament i una sanga de fòc. Està rodejat d'equips utilisats per a erigir, alimentar i mantindre vehículs de llançament.
Alcançar l'espai
[editar | editar còdic]La definició més comunament usada de l'espai exterior és tot més allà de la llínea de Kármán, que està a 100 quilómetros (62 milles) sobre la superfície de la Terra. A voltes, els Estats Units definixen l'espai ultraterrestre com tot a més de 50 milles (80 km) d'altitut.
Les eixides són els únics mijos actualment pràctics d'alcançar l'espai. Els motors convencionals dels avions no poden alcançar l'espai per la falta d'oxigen. Els motors d'eixides expulsen el propulsor per a proporcionar espente davanter que genera suficient delta-v (canvi de velocitat) per a alcançar l'òrbita.
Per a sistemes de llançament tripulats, els sistemes d'escape s'instalen en freqüència per a permetre que els astronautes escapen en cas d'emergència.
Alternatives
[editar | editar còdic]S'han propost moltes maneres d'alcançar l'espai aparte d'eixides. Idees tals com l'ascensor espacial, i les correges d'intercanvi d'impuls com rotovators o skyhooks requerixen nous materials molt més fort que qualsevol actualment conegut. Els llançadors electromagnètics tals com els llaços de llançament podrien ser viables en la tecnologia actual. Atres idees inclouen avions espacials d'eixides assistides com Reaction Engines Skylon (actualment en desenroll d'etapes primerenques), avions espacials en motor scramjet i avions espacials alimentats en sistemes RBCC (rocket-based combined cycle). El llançament d'armes ha segut propost per a la càrrega.
Deixant l'òrbita
[editar | editar còdic]
Conseguir una òrbita tancada no és essencial per als viages llunars i interplanetarios. Els primers vehículs espacials russos varen conseguir en èxit altures molt altes sense entrar en òrbita. La NASA va considerar el llançament de missions d'Apolo directament en les trayectòries llunars, pero va adoptar l'estratègia d'entrar primer en una òrbita d'estacionament temporal i després realisar una crema separada vàries òrbites més vesprada en una trayectòria llunar. Açò costa propulsor adicional degut a que el perigeo de l'òrbita d'estacionament deu ser lo suficientment alt com per a evitar la reentrada mentres que l'injecció directa pot tindre un perigeo arbitrariament baix perque mai s'alcançarà.
No obstant, l'enfocament de l'òrbita d'aparcament va simplificar en gran medida la planificació de la missió Apollo en vàries formes importants. Es va ampliar substancialment les finestres de llançament admissibles, aumentant les possibilitats d'un llançament exitós a pesar dels problemes tècnics menors durant el conte arrere. L'òrbita d'estacionament era una "replanell de la missió" estable que va donar a la tripulació i als controladors vàries hores per a examinar a fondo la nau espacial despuix de les tensions del llançament abans de confiar-ho a un vol llunar llarc; La tripulació podria retornar ràpidament a la Terra, si fora necessari, o podria realisar-se una missió alternativa d'òrbita terrestre. L'òrbita d'estacionament també va permetre trayectòries translunares que evitaven les parts més denses de les correges de radiació de Van Allen.
Les missions Apolo varen minimisar la penalisació de rendiment de l'òrbita d'aparcament mantenint la seua altitut tan baixa com siga possible. Per eixemple, l'Apolo 15 va usar una òrbita d'estacionament inusualment baixa (inclús per a Apolo) de 92.5 nmi per 91.5 nmi (171km per 169km) a on hi havia un arrastre atmosfèric significatiu. Pero va anar parcialment superat per la ventilació contínua de hidrogen de la tercera etapa del Saturn V, i va anar en qualsevol cas tolerable per a la curta estància.
Les missions robòtiques no requerixen una capacitat d'anulació o minimisació de la radiació, i degut a que els llançadors moderns rutinariament es troben en finestres de llançament "instantànees", les sondes espacials a la Lluna i atres planetes usen injecció directa per a maximizar el rendiment. Encara que alguns poden navegar breument durant la seqüència de llançament, no completen una o més òrbites d'estacionament complet abans de la cremada que els injecta en una trayectòria d'escape de la Terra.
Tinga en conte que la velocitat d'escape d'un cos celest disminuïx en l'altitut per damunt d'eixe cos. No obstant, és més eficient en el consum de combustible per a una embarcació per a cremar el seu combustible tan prop del sol com siga possible; Vore l'efecte de Oberth i la referència. Esta és una atra manera d'explicar la penalisació de rendiment associada en l'establiment del perigeo segur d'una òrbita d'estacionament.
Els plans per a futures missions de vol espacial interplanetario en tripulació inclouen a sovint el montage final del vehícul en òrbita terrestre, com el Proyecte Orión de la NASA i el tàndem Kliper / Parom de Rússia.
Astrodinámica
[editar | editar còdic]l'astrodinámica és l'estudi de trayectòries de la nau espacial, particularment pel que fa als efectes de la gravitació i la propulsió. L'astrodinámica permet que una nau espacial aplegue al seu destí en el moment correcte sense l'us excessiu de propelente. Pot ser necessari un sistema de maniobra orbital per a mantindre o canviar les òrbites.
Els métodos de propulsió orbital no-eixida inclouen vés-les solars, vés-les magnètiques, sistemes magnètics de bombetes de plasma, i l'us d'efectes de eslinga gravitacional.Plantilla:Multiple image
Transferència d'energia
[editar | editar còdic]El terme "energia de transferència" significa la cantitat total d'energia impartida per una etapa d'eixida a la seua càrrega útil. Açò pot ser l'energia impartida per una primera etapa d'un vehícul de llançament a una etapa superior més la càrrega útil, o per una etapa superior o el motor de la reculada de la nau espacial a una nau espacial.
Reentrada atmosfèrica
[editar | editar còdic]Els vehículs en òrbita tenen grans cantitats d'energia cinètica, la qual deu ser rebujada per a que el vehícul aterrise de forma segura sense desintegrar-se en l'atmòsfera. Este procés es coneix com reentrada atmosfèrica i requerix métodos especials per a protegir-se contra el calfament aerodinàmic. La teoria darrere de la reentrada va ser desenrollada per Harry Julian Allen. D'acort en esta teoria, els vehículs de reentrada presenten formes contundents a l'atmòsfera per a la reentrada. Les formes contundents signifiquen que menys del 1% de l'energia cinètica termina com a calor que aplega al vehícul i l'energia tèrmica en el seu lloc termina en l'atmòsfera.
Aterrisage
[editar | editar còdic]Les càpsules de Mercury, Gemini i Apolo aterrisaven en el mar. Estes càpsules varen ser dissenyades per a aterrisar a velocitats relativament baixes en l'ajuda d'un paracaigudes. Les càpsules russes Soyuz fan us d'un gran paracaigudes i eixides de frenat per a tocar terra. El transbordador espacial planejava per a aterrisar com un avió.
Recuperació
[editar | editar còdic]Despuix d'un aterrisage en èxit la nau espacial, els seus ocupants i la càrrega es poden recuperar. En alguns casos, la recuperació s'ha produït abans de l'aterrisage: mentres una nau espacial seguix descendint sobre el seu paracaigudes, pot ser atrapada per un avió especialment dissenyat. Esta tècnica de recuperació d'aire es va utilisar per a recuperar els recipients de película dels satèlits espia Corona.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ William Leitch (1867). God's Glory in the Heavens, A. Strahan.
- ↑ Lucy Rogers (2008). It's ONLY Rocket Science: An Introduction in Plain English, Springer Science & Business Mija, p. 25. ISBN 978-0-387-75377-5.
- ↑ Peter Bond, meua_qn4158/is_20030407/ai_n12692130 Obituary: Lt-Gen Kerim Kerimov, The Independent, 7 April 2003.
- ↑ «NASA - NSSDC - Spacecraft - Details». Nssdc.gsfc.nasa.gov. Consultat el 5 de novembre de 2013.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Vuelo espacial» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.