Ракета жасау мен ғарышқа ұшу тарихында қозғалтқыштарға негізінен екі түрлі отын қолданылып келді: сұйық және қатты отын, деп жазады Ertenmedia.kz.
Екеуінің де өз артықшылығы мен әлсіз тұсы бар. Сұйық отынды ракетада отын мен тотықтырғыш бөлек сақталады. Олар жану камерасында қосылып, қозғалтқышқа қажетті күш береді.
Қатты отынды ракетада отын арнайы цилиндрлерге салынады. Мұндай қозғалтқыш ұзақ уақыт сақтауға ыңғайлы. Ол тек тұтандырғыштан жылу түскен кезде іске қосылады.
Айырмашылық осы жерден басталады. Сұйық отынды қозғалтқышты отын беруді тоқтату арқылы өшіруге болады. Ал қатты отынды ракета бір тұтанған соң, отыны толық жанып біткенше жұмысын жалғастырады. Оны тоқтату өте қиын.
Қатты ракета отыны Қытайда біздің заманымызға дейінгі 220 жыл шамасында қара ұнтақ түрінде белгілі болған. Кейін ол шағын ракеталарды ұшыру үшін әртүрлі формада қолданылды.
Қатты отын мен сұйық отын
Алайда қатты отынды қозғалтқыштар кеңінен ХХ ғасырда ғана дами бастады. 1936 жылдан 1980 жылға дейінгі кезеңде Калифорния технологиялық институты мен Ресейдегі Химиялық физика институты осы бағытта дербес зерттеулер жүргізді.
Қатты отынның ең танымал қолданылған үлгілерінің бірі NASA-ның Space Shuttle бағдарламасындағы екі қатты отынды үдеткіш болды. Олар ғарыш кемесін ұшыру кезінде негізгі тарту күшінің маңызды бөлігін қамтамасыз етті.
Сұйық отынды ракета қозғалтқышының тарихы Роберт Годдард есімімен байланысты. Ол бұл идея туралы алғашқы мақаласын 1909 жылы жазған. Ал 1926 жылғы 16 наурызда Массачусетс штатындағы Оберн қаласы маңындағы фермада әлемдегі алғашқы сұйық отынды ракетаны ұшырды.
Бүгінде ғарышқа ұшуда ең көп қолданылатын жүйе – сұйық отынды ракеталар. Олар NASA-ның алғашқы бағдарламаларында, Space Shuttle жобасында және SpaceX компаниясының аппараттарында, соның ішінде Starship жүйесінде қолданылып келеді.
Қатты отынды ракетаның басты артықшылығы – қарапайым құрылым мен жоғары қуат. Мысалы, NASA-ның SLS Ай ракетасындағы қатты отынды үдеткіштер ұшу кезіндегі негізгі күштің басым бөлігін береді.
Бірақ мұндай жүйенің тәуекелі де жоғары. Қатты отынды қозғалтқышты дәл реттеу қиын. Ең маңызды кемшілік – оны қажет кезде тоқтату мүмкіндігінің шектеулі болуы.
NASA-ның Ares 1 прототипінде Space Shuttle жүйесінен бейімделген бір қатты отынды үдеткіш қолданылды. Ол ұшу кезінде тек қатты отынға сүйенген сирек жобалардың бірі болды.
Қатты отынды үдеткіштер Challenger апатын тергеу кезінде де басты назарға ілікті. Тергеу барысында бір үдеткіштегі тығыздағыш сақиналардың істен шыққаны анықталған. Соның салдарынан жану ақауы пайда болып, ғарыш кемесі апатқа ұшырады.
Сұйық отынды ракеталар әлдеқайда күрделі. Бірақ дәл осы күрделілік оларды қазіргі ғарыш саласының негізгі құралына айналдырды. Мұндай қозғалтқыштарда тарту күшін реттеуге, қозғалтқышты өшіріп-қосуға және ұшу траекториясын нақты басқаруға мүмкіндік бар.
Бұл қасиет Жерден ұшқанда ғана емес, ғарыш кеңістігінде маневр жасағанда да маңызды. Планета бетіне қону немесе қайта көтерілу кезінде қозғалтқыштың дәл басқарылуы шешуші рөл атқарады.
Марсқа жетудің бағасы
Қазіргі кезеңдегі ең қуатты сұйық отынды жүйелердің бірі – SpaceX компаниясының Starship жобасы. Оның Super Heavy үдеткіші сұйық метан мен сұйық оттегін пайдаланады.
Starship әртүрлі конфигурацияда 110 тоннаға дейін жүк жеткізуге арналған. Жүйенің басты ерекшелігі – толық қайта пайдалануға бағытталуы. Бұл ғарыш ұшуларын арзандатып, рейстер арасындағы уақытты қысқартуы мүмкін.
Starship бағдарламасының тағы бір маңызды бағыты – ғарышта қайта жанармай құю технологиясын дамыту. Мұндай тәсіл Айға немесе Марсқа ұшатын миссиялар үшін аса маңызды.
Ракета Жер орбитасына шыққан кезде көп отын жұмсайды. Ал Айға немесе Марсқа жету үшін, қону және қайта ұшу маневрлері үшін қосымша отын қажет. Сондықтан орбитада екі Starship арасында сұйық отын тасымалдау технологиясы болашақ пилотты миссиялардың негізгі кезеңдерінің біріне айналуы мүмкін.
Қатты отынды ракеталар мұндай икемділік бере алмайды. Олар қарапайым әрі қуатты болғанымен, ұзақ әрі күрделі ғарыш миссияларына қажет дәл басқару мен қайта жанармай құю мүмкіндігін қамтамасыз ете алмайды.
Сондықтан Марсқа ұшу секілді күрделі мақсаттар сұйық отынды ракеталардың дамуына тікелей тәуелді. Қазіргі ғарыш индустриясында қуат қана жеткіліксіз. Енді басты артықшылық – басқарылатын қозғалтқыш, қайта пайдалану, орбитада жанармай құю және миссияны кезең-кезеңімен дәл орындау мүмкіндігі.
📌 Ertenmedia-ның Telegram арнасына жазылыңыз: қысқа әрі нұсқа, ең өзекті ақпарат осында!
