środa, 18 września 2013

Zdobywanie kosmosu - początki

Człowiek od dawna marzył o podboju kosmosu. Na początku XX wieku fantazjowano o możliwym życiu na Księżycu czy na Marsie. Dopiero jednak po drugiej wojnie światowej, wraz ze wzrostem rywalizacji ZSRR i Stanów Zjednoczonych zaczęto realizować plany wyprawy poza Ziemię.

Podstawowym problemem, z którym należało się zmierzyć było wyniesienie statku kosmicznego poza atmosferę naszej planety. Aby to zrobić, trzeba było pokonać olbrzymią siłę ziemskiej grawitacji. Trzeba też pamiętać, że w przestrzeni kosmicznej bezużyteczne są tradycyjne silniki, takie jak odrzutowy (znany już w pierwszej połowie XX wieku) jak i te, gdzie ciąg uzyskuje się za pomocą ruchu śmigła. Jedynym rozwiązaniem tego problemu pozostawało wykorzystanie silnika rakietowego, który rozpędza obiekt przy użyciu wyrzucanych gwałtownie gazów.

O ile pierwsze rakiety prochowe były używane już w XII wieku w Chinach, to dopiero w 1903 Kostantin Ciołkowski opracował zasady budowy rakiety mogącej posłużyć do podróży w kosmos. Prowadzone w kolejnych latach prace zaowocowały stworzeniem przez Niemców w czasie II wojny światowej bojowej rakiety V2, pierwszej, która dotarła do przestrzeni kosmicznej. Po wojennej klęsce Niemiec tamtejsi uczeni zaoferowali swoje usługi Stanom Zjednoczonym i ZSRR (a raczej zostali do tego zmuszeni), gdzie kontynuowali swoje prace nad techniką rakietową.
 
Replika rakiety V2

Podstawowy silnik rakietowy napędzany jest paliwem ciekłym. Umożliwia to jego kilkukrotne uruchomienie, na przykład w celu wykonania manewru. System takiej rakiety opiera się na dwóch komorach – jednej przeznaczonej na paliwo, drugiej na utleniacz. Najczęściej z użyciem napędzanych turbinami pomp oba składniki doprowadzane są do komory spalania. Ich ilość regulowana jest przez zawory. Często jako dodatkowe silniki używano silników na paliwo stałe, które działają podobnie do sylwestrowej racy. Działa on z dużą mocą, ale w sposób niekontrolowany, aż do wypalenia się paliwa.

Rakieta kosmiczna musi pokonać odległość 100 km nad powierzchnię Ziemi, czyli dotrzeć do tak zwanej linii Karmana. Unosi się z platformy startowej składającej się z wieży i tunelu stanowiącego ujście dla płomieni wydobywających się z silnika. Dzięki platformie rakieta może zostać ustawiona we właściwej, pionowej pozycji startowej.
 
Test rakiety w ramach programu amerykańskiego projektu Vanguard. Rok 1955.

Pierwszą udaną próbą eksploracji kosmosu było wyniesienie na orbitę przez ZSRR Sputnika 1, który 4 października 1957 roku został sztucznym satelitą Ziemi. Rozpoczął tym samym wyścig kosmiczny między badaczami radzieckimi i amerykańskimi. Sam Sputnik, mimo swojej nieskomplikowanej konstrukcji, osiągnął sukces, okrążając Ziemię 1400 razy, przed spłonięciem w atmosferze. Za pomocą anten nadawał też sygnał radiowy, rejestrowany na Ziemi.

Makieta Sputnika 1

Amerykańską odpowiedzią na Sputnika był w 1958 roku satelita Explorer 1, który jednocześnie był pierwszym satelitą pełniącym misję naukową. Badał promieniowanie kosmiczne, rejestrując dane na taśmie magnetycznej i przesyłając dane na Ziemię. Działał dzięki bateriom.
 
Amerykański Explorer 1
  
Po obiecujących początkach pierwszych sztucznych satelitów wyścig kosmiczny pomiędzy konkurującymi ze sobą Stanami Zjednoczonymi i ZSRR nabierał rozpędu. Kontynuowana byłą misja Explorerów, które przeprowadzały badania pomiary cząstek naładowanych uwięzionych w ziemskich pasach radiacyjnych czy badania geofizyczne. Radziecką odpowiedzią było między innymi umieszczenie na orbicie pierwszego automatycznego obserwatorium astrofizycznego – Sputnika 3. Już w 1959 sięgnięto też dalej – radziecka Łuna 1 dokonała pierwszego przelotu w pobliżu Księżyca, a ich wyczyn miesiąc później powtórzyli Amerykanie. Był to jednak dopiero początek emocjonującej rywalizacji, która zaowocowała niezwykłym poszerzeniem naszej wiedzy o Wszechświecie.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz