Pse një mision hapësinor nuk mund të fluturojë në asnjë moment: Çfarë është një dritare lëshimi?

Pse anija kozmike nuk mund të lëshohet në asnjë moment? Çfarë është një platformë lëshimi? Ju do të mësoni për të gjitha këto nga artikulli ynë.

Misioni Artemis I

Rëndësia e misionit Artemis I për njerëzimin shpesh krahasohet me fluturimin Apollo 8 në vitin 1968, kur njeriu ishte në gjendje të arrinte orbitën e Hënës për herë të parë në histori. Por në atë kohë, një fluturim i suksesshëm në Hënë supozohej të ishte, para së gjithash, një fitore në konfrontimin politik dhe teknologjik midis SHBA dhe BRSS, shkenca ishte në sfond. Sigurisht, programi "Apollo" pati një sukses të madh, sepse një person që la Tokën në bordin e avionit të parë vetëm disa dekada më parë, kapërceu gravitetin e Tokës dhe e gjeti veten në orbitën e një trupi tjetër qiellor.

Për komponentin ekonomik në atë kohë pothuajse nuk flitej. Por gjashtë dekada më vonë, janë pikërisht përfitimet ekonomike të eksplorimit të burimeve hënore që e shtyjnë njeriun të “rikthehet” në Hënë. Nëse e vetmja arsye për misione të tilla ishte vendosja e flamurit të vendit të tyre në sipërfaqen e hënës, gjë që, natyrisht, në fillim njerëzit mund ta perceptonin si të tillë, pyes veten nëse burime kaq të mëdha do të përfshiheshin tani. Në fund të fundit, tani ka probleme shumë më serioze në Tokë. Por gara hapësinore vazhdon dhe avantazhet këtu do të jenë shumë të rëndësishme, duke përfshirë edhe ato ekonomike.

Kjo do të thotë, anulimi i nisjes së misionit Artemis I më 29 gusht çon në humbje ekonomike dhe financiare. Duket se nuk e kanë nisur më 29, atëherë mund ta kishin nisur më 30 ose 31 gusht, por e shtynë deri më 3 shtator. Jam i sigurt se shumë prej jush nuk e kuptojnë pse u zgjodh kjo datë e veçantë. Ata po flasin për disa dritare fillestare, për kushte të favorshme për nisjen. Le ta kuptojmë.

Lexoni gjithashtu: Misionet hapësinore me njerëz: Pse është ende problem kthimi në tokë?

Kërkesa strikte në lidhje me datën e fillimit të misionit

Dritarja e nisjes në fjalë është një kusht i vendosur nga natyra dhe kufizimet teknologjike, kusht që duhet pasur parasysh gjatë nisjes së çdo objekti hapësinor. Për aeroplanët, një dritare nisjeje është kryesisht fakultative, por për shkak të trafikut të rënduar ajror, ata gjithashtu ngrihen në një kohë të caktuar, domethënë sipas orarit. Nëse nuk do të kishte një kufizim të tillë, avioni mund të ngrihej dhe të ulej sa herë të donte. Por fluturimet në hapësirën ajrore duhet të jenë të rregullta. Kjo vlen vetëm për hapësirën ajrore të Tokës, ku korridoret ajrore të kushtëzuara për aviacionin civil janë vendosur prej dekadash.

Një raketë që mban një anije kozmike teorikisht mund ta bëjë këtë gjithashtu, por furnizimi i kufizuar i karburantit e pengon këtë. E njëjta përmes së cilës po është e vështirë të ktheheni në Tokë. Tani për tani, ne mund të fluturojmë në një trajektore të llogaritur me kujdes vetëm nëse mund të përputhim pozicionet e planetëve ose të Hënës me Tokën. Çdo devijim kërkon rezerva të tepërta karburanti, por në hapësirë ​​ato nuk mund të mblidhen si shpërblimet në një lojë arcade.

Kjo është arsyeja pse fluturimet drejt Marsit deri më tani kryhen vetëm në intervale dyvjeçare, kur pozicioni i saj në fund të rrugës së një sondë ose pajisjeje tjetër do të jetë i favorshëm për kryerjen e detyrave. Në rastin e misioneve që shkojnë përtej kufijve të Sistemit Diellor, trajektoret e fluturimit mund të jenë shumë më të ndërlikuara, sepse duhet të merret parasysh edhe efekti i gravitetit të planetëve të tjerë në rrugën e planifikuar të fluturimit. Për shembull, gjatë fluturimit të Voyager në kufijtë e Sistemit Diellor, u mor parasysh nxitimi për shkak të gravitetit të Venusit, dhe anija New Horizons u ndikua në mënyrë të ngjashme nga graviteti i Jupiterit. Sepse karburanti është ende një burim i pakët në hapësirë, dhe teknologjitë e motorit të bazuara në djegien e tij janë ende shumë primitive. Po, dikush do të përmendë panelet hapësinore që ndihmojnë sondat të përdorin erën kozmike për të lëvizur veten, por janë sondat, jo anija kozmike, ato që kanë nevojë për karburant për të shkuar në orbitë dhe për t'u kthyer në Tokë. Dhe keni nevojë për shumë.

Gjithashtu interesante:

• Pse vezullojnë yjet?
• Pse anijet kozmike janë të pajisura me procesorë të shekullit të 20-të

Cilat janë platformat e lëshimit për fillimin?

Imagjinoni që jeni në qendër të një stadiumi të atletikës dhe dëshironi të takoni një nga atletët që vrapon në një rutine. Ne mund të përpiqemi ta arrijmë atë, por për këtë duhet të vrapojmë më shpejt se ai dhe do të shpenzojmë shumë energji. Është shumë më e arsyeshme të llogaritet se kur vrapuesi do të jetë në pozicionin më të favorshëm, në mënyrë që ai të përgjohet dhe në momentin e duhur të shkojë ta takojë. Llogaritjet duhet të jenë të sakta që të mos arrijmë shumë herët ose shumë vonë. Koha optimale për të filluar lëvizjen është dritarja jonë e fillimit.

E njëjta gjë vlen edhe për misionet hapësinore. Një dritare lëshimi është thjesht periudha gjatë së cilës një anije kozmike mund të arrijë një pikë të caktuar në hapësirë ​​në një kohë të caktuar. Në të njëjtën kohë, merren parasysh aftësitë e fuqisë së raketës dhe trajektorja e objektit hapësinor me të cilin duhet të takohet aparati. Prandaj, dritaret janë të ndryshme për misione të ndryshme. Për shembull, për një mision në Mars, dritarja e nisjes hapet çdo 780 ditë. Por për nisjen e "Voyager-2", qëllimi i të cilit janë planetë të tillë si Jupiteri, Saturni, Urani dhe Neptuni, ata përdorën një dritare mundësie që shfaqet vetëm një herë në 175 vjet. Nga ana tjetër, kemi shembullin e misionit Rosetta, i cili fillimisht kishte për qëllim të studionte kometën 46P / Wirtanen, por kjo mundësi humbi për shkak të një vonese në nisje, kështu që u zgjodh një objektiv i ri për misionin, kometa 67P / Churyumova. -Gerasimenko.

Më shkurt, dritarja e nisjes është intervali kohor, i llogaritur nga llogaritjet e mekanikës orbitale, gjatë së cilës një anije kozmike e caktuar mund të ngrihet dhe të arrijë me sukses destinacionin e saj përfundimtar. Sigurisht, duke marrë parasysh rrugën e planifikuar të fluturimit dhe masën e karburantit të kërkuar. Prandaj, dritarja fillestare kërkon një vendndodhje të favorshme të trupave qiellorë, graviteti i të cilave ndikon ndjeshëm në lëvizjen e automjetit.

Gjithashtu interesante:

• 10 gjërat më të çuditshme që mësuam për vrimat e zeza në 2021
• Marsi Terraforming: A mund të kthehet Planeti i Kuq në një Tokë të re?

Katër faktorë që ndikojnë në dritaren e nisjes së fillimit

Janë katër faktorë që ndikojnë në zgjedhjen e dritares së nisjes për nisjen e çdo misioni hapësinor, përfshirë Artemis I. Ata janë aq të lidhur me njëri-tjetrin sa që një mospërputhje në një nga faktorët e anulon menjëherë efektin e të tjerëve.

Orbitat dhe prirjet

Për shembull, Discovery duhet të dorëzojë një ngarkesë të rëndësishme në ISS. Së pari, shkencëtarët duhet të marrin në konsideratë dy trajektore të ndryshme: trajektoren e vetë anijes dhe Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës. Shkencëtarët duhet të sigurohen që të dy orbitat do të takohen patjetër, pasi qëllimi i këtij misioni është dërgimi i furnizimeve të nevojshme në stacionin hapësinor. Për ta bërë këtë, ata llogaritin rrafshin e orbitës së stacionit, një fletë imagjinare që pret Tokën dhe mban stacionin hapësinor në skajin e saj.

Kur Toka dhe stacioni hapësinor lëvizin, lëviz edhe aeroplani konvencional që i lidh ato. Shkencëtarët duhet të gjejnë kohën kur skaji i Tokës kryqëzon platformën e lëshimit të Qendrës Hapësinore Kennedy në Florida, nga e cila supozohet të niset anija. Ata nuk mund të humbasin më shumë se një shkallë. Toka rrotullohet 1 shkallë në pesë minuta, kështu që nisja duhet të bëhet pikërisht brenda këtyre pesë minutave.

Për më tepër, lëshimi duhet të ndodhë kur stacioni hapësinor po shkon nga jugu në veri. Kjo për faktin se anijet duhet të kapërcejnë me sukses stacionin dhe në të njëjtën kohë të hedhin rezervuarin e jashtëm të karburantit 15-katësh mbi oqean, ku nuk përbën kërcënim për njerëzit. Oqeani shtrihet në verilindje, kështu që nisja e Discovery duhet të presë derisa stacioni hapësinor të zhvendoset në veri. Kjo e lë anijen kozmike me një dritare lëshimi pesë-minutëshe në ditë.

Sa i përket misionit Artemis I, këtu është edhe më interesant. NASA dëshiron të vendosë Orionin në një orbitë shumë retrograde rreth Hënës. Kjo është një orbitë shumë e qëndrueshme me dy pika Lagranzh. Në të njëjtën kohë, aparati lëviz rreth Tokës në drejtim të kundërt nga Hëna. Deri më tani, kjo orbitë është përdorur vetëm nga një pajisje - kinezi Chang'e 5. Për të hyrë në këtë orbitë, duhet të ndizni motorët që do të dorëzojnë pajisjen në Hënë në momentin dhe kohën e duhur. Kjo manovër quhet TLI (Trans-Lunar Injection), dhe saktësia e ekzekutimit të saj është jashtëzakonisht e rëndësishme. Ky është një element që duhet marrë parasysh kur llogaritet dritarja e nisjes.

Lexoni gjithashtu:

• Vëzhgimi i Planetit të Kuq: Një histori e iluzioneve marsiane
• Teleportimi nga pikëpamja shkencore dhe e ardhmja e tij

"Precesion" lëviz dritaren

Gjithashtu, nuk duhet harruar fenomeni i precesionit. Ju e shihni precesionin sa herë që fëmija fillon të kthejë majën e xhigut. Së pari, boshti i tij i rrotullimit bën një rreth në ajër në drejtim të kundërt me rrotullimin, duke anuar majën fillimisht në një drejtim, pastaj në tjetrin.

Toka kryen një version me lëvizje të ngadaltë të kësaj valle ndërsa rrotullohet rreth Diellit, dhe satelitët e krijuar nga njeriu bëjnë të njëjtën gjë si orbitojnë Tokën.

Ekziston një formulë që lejon shkencëtarët e NASA-s të llogarisin se sa do të lëkundet sateliti. Shtoni numrin e rrotullimeve që bën sateliti në ditë, madhësinë dhe ekscentricitetin e orbitës dhe prirjen, dhe do të keni lëkundjet. Për Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës, ​​këto shifra japin një vlerë prej gati 5 gradë në ditë, e cila është e barabartë me rreth 20 minuta të rrotullimit ditor të Tokës.

Kjo vlen edhe për hënën dhe planetët e tjerë të sistemit diellor. Këto luhatje kërkojnë llogaritje të saktë, përndryshe çdo rregullim kërkon konsum të tepërt të karburantit dhe humbje të trajektores së dëshiruar.

Kushtet e motit në nisje

Herë pas here kemi dëgjuar se lëshimi i raketës është anuluar për shkak të kushteve të pafavorshme atmosferike. Po, natyra nuk ka pse të na presë, në sipërfaqen e Tokës ka gjithmonë disa fenomene të motit, si stuhi, bubullima, stuhi rëre, stuhi bore etj.

Meteorologët e agjencisë hapësinore mashtrojnë si profesionistë që gjurmojnë mbulimin e reve, drejtimin dhe shpejtësinë e erës, si dhe stuhitë dhe ngjarje të tjera negative në gjashtë vende të ndryshme gjatë 13 ditëve. Ata miratojnë ngritjen vetëm nëse raketa nuk kapet potencialisht nga një stuhi ose stuhi rëre, për shembull.

Kushtet e ndriçimit

Dritarja e nisjes duhet të lejojë ndriçim të mirë për të gjitha kamerat, në mënyrë që ekipi i kontrollit të fluturimit të mund të shohë se sa mirë funksionojnë të gjitha sistemet dhe cilësimet e anijes, duke ndihmuar për të garantuar sigurinë e ekuipazhit të misionit hapësinor.

Për shembull, sipas rregullave të NASA-s, Orioni nuk mund të jetë në hije për më shumë se 90 minuta në të njëjtën kohë. Sepse ka nevojë për rrezet e diellit për panelet dhe për të ruajtur temperaturën optimale të pajisjes.

Përveç kësaj, ka faktorë të tjerë që lidhen me procesin e uljes, gjatë të cilit Orioni duhet të hyjë në shtresat e sipërme të atmosferës së Tokës, pastaj t'i lërë ato për një moment dhe përsëri, tashmë përfundimisht, të zhytet në atmosferë. Sidoqoftë, për këtë, pajisja duhet të arrijë në kohë trajektoren e duhur në lidhje me Tokën. Aspekti i fundit që duhet marrë parasysh është koha e uljes. Orion është planifikuar të zbarkojë në oqean gjatë ditës për ta bërë më të lehtë për ekipet e pritjes gjetjen dhe tërheqjen e kapsulës.

Gjithashtu interesante:

• Pse vezullojnë yjet?
• Pse anijet kozmike janë të pajisura me procesorë të shekullit të 20-të

Lëshimi nuk bëhet nga një platformë e palëvizshme lëshimi. Objektivi është gjithashtu në lëvizje të vazhdueshme

Le të flasim më në detaje për disa nga detajet që duhen marrë parasysh për nisjen e misionit Artemis I, i cili mund të nisë që në mbrëmje.

Hëna është afër Tokës dhe ndoshta nuk duhet të ketë ndonjë problem të madh këtu. Epo, për fat të keq, ka, ndër të tjera, lëvizjen e planetit tonë dhe të Hënës. Sateliti ynë jo vetëm që rrotullohet rreth boshtit të tij me një shpejtësi prej rreth 0,5 km/s në ekuator, ai gjithashtu rrotullohet rreth Diellit në një orbitë gati rrethore me një shpejtësi prej 30 km/s. Duhet të merret parasysh gjithashtu se shpejtësia e lëvizjes së Tokës i shtohet shpejtësisë së vetë nisjes së automjetit.

Për më tepër, pozicioni i Diellit dhe Hënës në lidhje me orbitën e Tokës po ndryshon vazhdimisht, kjo gjithashtu duhet të merret parasysh. Kështu, me të njëjtin konsum të energjisë/karburantit, një nisje nga Toka në Hënë mund të çojë në një rezultat të ndryshëm në varësi të kohës së atij lëshimi.

Në teori, ne mund të ndërtojmë një anije kozmike të tillë që do të jetë mjaft e fuqishme për të fluturuar në Hënë çdo ditë. Dhe ndoshta kështu do të jetë në të ardhmen. Megjithatë, tani për tani, suksesi i misionit Artemis I kërkon një përzgjedhje të kujdesshme të kohës së nisjes nga Toka, e cila do të lejojë Orion të lëvizë në Hënë dhe më pas të hyjë në orbitën e planifikuar rreth satelitit tonë. Edhe nëse nisja është në orar, një vonesë prej disa ditësh mund të shkaktojë ndryshime të rëndësishme në kohëzgjatjen e misionit.

Aktualisht, në varësi të kohës së nisjes, misioni Artemis I mund të zgjasë nga 26 deri në 28 ditë ose 38 deri në 42 ditë. Ne parashikojmë që ky mision të jetë më i gjatë pasi Orioni përfundon 1,5 rrotullime rreth Hënës në orbitën e tij shumë retrograde. Nëse merret parasysh opsioni më i shkurtër dhe dalja në orbitën hënore do të bëhet në një kohë të ndryshme, Orioni do të bëjë vetëm 1 rrotullim rreth Hënës përpara se të fillojë kthimin e tij në Tokë.

Lexoni gjithashtu: Teleskopi Hapësinor James Webb: 10 objektiva për të vëzhguar

Datat e ardhshme të nisjes së Artemis I janë të mundshme

Dritarja aktuale e lëshimit për raketën SLS dhe ngarkesën e saj, e cila plotëson kriteret e misionit, do të jetë 2-6 shtator. Dihet tashmë se NASA ka zgjedhur datën më të afërt për nisjen e misionit Artemis I - 3 shtator 2022 ndërmjet orës 21:17 dhe 23:17 me orën e Kievit. Çdo ditë pasuese ka gjithashtu një kohë të caktuar kur fillimi është i mundur. Nëse nuk arrini të ngriheni brenda kësaj kohe, do të shfaqen dritaret e mëposhtme të nisjes:

• nga data 20 shtator deri më 28 shtator
• nga data 30 shtator deri më 4 tetor
• nga 17 deri më 23 tetor
• 27 tetor
• nga 29 deri më 31 tetor
• e kështu me radhë…

Na mbetet vetëm të presim dhe të shpresojmë që nisja e suksesshme e misionit historik Artemis I do të bëhet së shpejti.

Lexoni gjithashtu:

• 100 vjet fizikë kuantike: nga teoritë e viteve 1920 te kompjuterët
• 5 misionet e ardhshme hapësinore për të menduar

Sidoqoftë, mos harroni se në Ukrainë po zhvillohet një luftë. Nëse dëshironi të ndihmoni Ukrainën të luftojë pushtuesit rusë, mënyra më e mirë për ta bërë këtë është të dhuroni për Forcat e Armatosura të Ukrainës përmes Savelife ose përmes faqes zyrtare NBU.