Dirbtiniai palydovai bei kosminiai skrydžiai

Kaip pasiekti kosminius greičiu, kokie varikliai gali suteikti kosminiams aparatams tokius milžiniškus greičius?
Esame pastebėję, kad dušo rankenėlė, paleidus vandenį, juda priešinga vandens srovei kryptimi; pripūstas vaikiškas balionas paleistas neužrištas skrajoja, blaškosi, lyg turėtų motorėlį; stovint ant riedučių ir metus sviedinį, nuriedama į priešingą pusę; šūvio metu parako dujos kulką išstumia pirmyn, o šautuvo tokia pačia jėga stumteli atgal (veikia III-asis Niutono dėsnis). Tai vis reaktyvinio judėjimo pavyzdžiai. Reaktyviniu (lot. Reactio – priešingas veiksmas, atoveikis) vadinamas variklis, kurio trauką sukelia ištekančio skysčio ar duujų srovė. Raketos, reaktyviniai lėktuvai, kosminiai laivai – visa tai įvairūs skriejimo aparatai, varomi reaktyvinių variklių.

Raketos konstrukcija ir veikimo schema: raketinio variklio kuras sudarytas iš dviejų komponentų: degalų (žibalo, skysto vandenilio) ir oksidatoriaus (skysto deguonies). Degalai ir oksidatorius, įpurkšti į degimo kamerą, kurioje temperatūra siekia iki 5000 0C, sprogsta, ugnis dideliu greičiu išsiveržia pro reaktyvinę tūtą, o reakcijos jėga sukuria trauką. Ištuštėjusios kuro talpos tampa nereikalingu balastu, todėl raketos konstruojamos keleto pakopų: sudegus kurui, pakopos palaipsniui atjungiamos ir numetamos. Raketinis variklis nenaudoja applinkos medžiagos (atmosferos deguonies), todėl tinka skraidyti beorėje erdvėje, tarpplanetinėje erdvėje – kosmose.
Reaktyvinio variklio trauką lemia judėjimo kiekio tvermės dėsnis. Išlėkdamas iš variklio sudegusio kuro srautas įgyja judėjimo kiekį, todėl variklis ir likęs kuras įgyja priešingos krypties judėjimo kiekį.

Parako raketos –

“ugnies strėlės” – karo tikslams buvo naudojamos Kinijoje jau prieš Kristaus erą. Vėliau daug metų buvo tobulinami raketų gamybos būdai.
1650 m. Raseinių apskrityje gimęs lietuvis artilerijos inžinierius Kazimieras Semenavičius veikale “Didysis artilerijos menas” apibendrino tuo metu žinomas parako raketas ir paskelbė savo išradimus, tarp jų ir kelių pakopų raketą. Knygoje pirmą kartą pasaulyje keliama daugiapakopės raketos ir raketinės artilerijos idėja, pateikiami 3 pakopų raketos brėžiniai, apžvelgiama raketų gamybos technologija.
Pirmasis dirbtinis Žemės palydovas buvo paleistas Sovietų Sąjungoje 1957 metų spalio 4 dieną, o 1961 metų balandžio 12 dieną į Žemės orbitą pirmą kartą pakilo žmogus – kosminiu laivu “Vostok” apie Žemę vieną kartą apskriejo Jurijus Gagarinas.
1969 metais liepos 21 dieną amerikiečių kosmonautai Neill Armstrong ir Edvin Oldrin nusileido Mėnulyje, pargabeno į Žemę Mėnulio grunto pavyzdžius.

Kosminių raketų epocha prasidėjo 1942 m. spalio 3 d. mažame Baaltijos jūros pusiasalyje prie šiaurinių Vokietijos krantų. Ten, Pėnemiundės poligone nacių Vokietija pirmąkart sėkmingai išbandė artilerijos raketą A-4, vėliau pavadintą V-2. Degančių dujų stulpo stumiama raketa pasiekė beveik 5,5 tūkst. kilometrų per valandą greitį, pakilo į viršų apie 20 km ir nuskriejo virš 200 km nuotolį. Greitai V-2 buvo pradėtos masiškai gaminti išnaudojant greta esančios Nordhauseno koncentracijos stovyklos kalinių darbą. Tūkstančius šių raketų karo pabaigoje Hitleris pasiuntė į Londoną ir kitus Pietų Anglijos miestus. Antrajame pasauliniame kare iki tol tebuvo naudotos palyginti nedidelės prieštankinės ir da

augiavamzdžių pabūklų raketos, bet nei viena jų nei iš tolo neprilygo V-2. Daug kas šią raketą laiko visų dabartinių kosminių laivų tiesiogine pirmtake. Bet nacių dainelė jau buvo sudainuota; nuo katastrofos jų nebegalėjo išgelbėti nei V-2, nei 1945 m. išbandyta dar modernesnė raketa A-9, kurios pagalba ruoštasi bombarduoti Ameriką. Vokiečių gynybai byrant, iš vakarų artėjant amerikiečiams ir jų sąjungininkams, o iš rytų – rusams, Vokietijos karinių raketų kūrimo programos vadovas Wernheris von Braunas sukvietė svarbiausiuosius savo bendradarbius slaptam pasitarimui. Kai jis paklausė vyrų, kam jie norėtų pasiduoti, atsakymas buvo vieningas – Amerikai. Berlyno Ginklų pramonės ministerija įsakė raketų kūrimo grupei sunaikinti visus slaptus dokumentas. Von Braunas nepakluso ir paslėpė brėžinius apleistoje šachtoje Harco kalnuose, kad vėliau juos iš ten pasiimtų. Hitleris netgi buvo nurodęs išžudyti konstruktorius, kad tik jų žinios nepasiektų priešo. Bet šiems kėslams išsipildyti nebuvo lemta ir W.von Braunas su savo komanda 1945 m. gegužės d. sugebėjo pasiekti amerikiečių užimtą teritoriją ir pasiduoti į nelaisvę. Tiesą sakant, šiuolaikinių kosminių raketų tėvai yra net keturi: Wernheris von Braunas, rusas Konstantinas Ciolkovskis, amerikietis Robert Goddard ir dar vienas vokietis Hermann Oberth. 1903 m. darbų mokytojas iš Riazanės K.Ciolkovskis išleido knygelę, kurioje aprašė, kaip turėtų atrodyti kosminis laivas, varomas skystąjį kurą naudojančių raketų sukurtos reaktyvinės traukos. Gerai ch
hemiją išmanąs mokytojas kurui siūlė naudoti suskystintą vandenilį ir deguonį. Bet jokios raketos jis pats taip ir nepagamino. Raketą pasidarė JAV fizikas ir matematikas R.Goddard’as. 1909 m. jis pradėjo teorines studijas ir veikiai, kaip ir Ciolkovskis, suprato skystojo kuro teikiamus privalumus. 1926 m. jam netgi pavyko paleisti pirmąją skystu deguonimi ir benzinu varomą raketą. Bet kiek Goddard’as nesistengė, jam taip ir nepavyko įrodyti JAV kariškiams skystojo kuro raketų privalumų. Kai jie pagaliau ėmėsi raketų kūrimo, jose buvo naudojamas vien kietasis kuras. Fizikos profesorius H.Oberth buvo vokiečių raketų tyrimų iniciatorius. 1923 m. jis parašė nedidelę knygelę, pavadintą “Raketos tarplanetinėje erdvėje”, kurioje detaliai aprašė raketos, galinčios pasiekti viršutinius atmosferos sluoksnius, konstrukciją ir kaip ta raketa veiks kosminiame vakuume. Kol scenoje nepasirodė von Braunas, būtent Oberthas ir vadovavo visiems pirmiesiems vokiečių raketų bandymams. Raudonoji armija vokiečių raketų poligoną užėmė 1944 m. rugsėjį, bet pradžioje jis jos ekspertus mažai domino. Gal rusai, ieškodami kitų trofėjų, būtų raketas išvis pražiopsoję, jei ne Čerčilis, atkakliai “bombarduojantis” Staliną savo prašymais įsileisti ten britų ekspertus. Tik po to, kuomet atvyko britų komanda su tiksliais žemėlapiais, rodančiais, kur buvo raketų paleidimo aikštelė ir daug jų nukritimo vietų, poligoną supusios pelkės buvo apieškotos pėda po pėdos. Rusams pavyko surasti ištisą V-2 variklį ir daug ki
itų liekanų. Visos jos buvo nedelsiant nugabentos į Maskvą, į institutą NII-1, kur buvo imtasi ypatingų slaptumo priemonių. Instituto specialistai pradžioje negalėjo patikėti savo akims. Raketos tūta buvo tiems laikams sunkiai suvokiamo dydžio. 1943 m. sukurta geriausia SSSR skysto kuro raketa išvystydavo 1,5 tonos trauką, o atrastojo V-2 variklio trauka siekė 30 tonų. Dar 1946 m. sovietų specialistai kartu su išlikusiais jų okupuotoje zonoje vokiečių inžinieriais atstatė V-2 gamybos liniją ir pagamino apie tuziną raketų. Kitais metais visa tai: ir gamykla, ir patys inžinieriai iškeliavo į SSSR, į atkampiuose rajonuose įsikūrusius slaptus institutus ir gamyklas. Dešimt metų tvyrojo tyla, bet 1957 m. spalio 4 d. ją nutraukė pirmojo „sputniko” pypsėjimas iš kosmoso. Rusai sugebėjo sukurti tokią galingą raketą, kad ji nugalėjo net ir Žemės trauką. Paleidę pirmąjį dirbtinį žemės palydovą sovietai tapo neabejotinais raketų technikos lyderiais. Amerikiečiams tai buvo nemalonus siurprizas. Tiesa, žymiai sočiau ir ramiau už savo į Rusijos gilumą išvežtus kolegas Teksase laiką leidęs W.von Braunas iškart po sputniko skrydžio pareiškė, jog tokį palydovą jie gali paleisti per mėnesį, bet pirmojo JAV palydovo teko laukti ne vieną, bet beveik keturis mėnesius, o rusai tuo tarpu jau buvo paleidę antrąjį sputniką su pirmuoju gyvu padaru, pasiųstu į kosmosą, kalyte Laika. Metams po pirmojo palydovo paleidimo praėjus JAV prezidentas Eizenhaueris įkuria Nacionalinę aeronautikos ir erdvės tyrimų agentūrą NASA, į kurią iš karinės žinybos pervedė ir W,von Brauną su grupe. Kosminės lenktynės tarp SSSR ir JAV įsibėgėja. Pradžioje šiose lenktynėse neabejotinai pirmavo sovietai. Pirmasis kosmonautas leitenantas Jurijus Gagarinas ir kiti sovietų kosmonautai buvo didvyriai viso pasaulio akyse. Amerikiečiams su tuo susitaikyti buvo labai sunku. Iškart po Gagarino skrydžio prezidentas Kenedis pareiškė, kad per dešimtmetį JAV nusiųs savo kosminę ekspediciją į Mėnulį ir sugrąžins ją atgal į Žemę. W.von Brauno sukurtos galingiausios „Saturno” raketos dėka NASA sugebėjo tą pažadą išpildyti netgi greičiau – per septynerius metus. Kai astronautas N.Armstrongas 1968 m. rugpjūčio 21 d. pastatė pėdą Mėnulio ramybės jūroje, lenktynės dėl kosmoso „užkariavimo” praktiškai baigėsi.

Trumpa skrydžių į kosmosą istorija
1903 m. K. Ciolkovskis paskelbė ciklą mokslinių straipsnių, kuriuose suformavo kosmonautikos pagrindus.
Per Antrąjį pasaulinį karą vokiečių sukurta „Fau-2” raketa buvo šiuolaikinių kosminių raketų pirmtakė.
1949 m. JAV paleido į kosmosą pirmąją raketą, kuri pasiekė 400 m aukštį.
Pirmąjį dirbtinį žemės palydovą „Sputnik-1” 1957 m. paleido rusai. Pusės metro skersmens palydovas turėjo tik radijo siųstuvą.
1961 m. J. Gagarinas tapo pirmuoju planetos kosmonautu, kuris kosminiu laivu „Vostokas-1” apskriejo Žemę 180-301 km aukštyje. Jo skrydis, trukęs 1,29 val., parodė, kad žmogus gali pakilti į kosmosą ir saugiai grįžti. Iki šiandien kosmose buvo per 300 kosmonautų iš įvairių pasaulio šalių.
1968 m. JAV astronautai F. Bormenas, D. Lovelis ir V. Andersas erdvėlaiviu „Apolonas-8” pirmąkart apskriejo Mėnulį. Tai buvo būtinas bandymas prieš nusileidžiant Mėnulyje 1969 m. Priartėjęs prie Mėnulio „Apolonas-8” skriejo žema orbita ir apskriejo Mėnulį 10 kartų, paskui pasuko atgal į Žemę.
1969 m. N. Armstrongas ir E. Oldrinas pirmieji išlipo Mėnulyje. M. Kolinzas pilotavo „Apolono-11” įgulos sekciją. Tąsyk astronomai pabuvo Ramybės jūroje. 1970 m. „Luna-17” atgabeno į Žemės palydovą „Lunochodą-1”. Jis veikė 12 mėnesių, perdavė vertingos informacijos apie Mėnulio paviršių. 1973 m. 4 mėnesius veikė „Lunochodas-2”.
1971 m. „Marineris-9” tapo pirmuoju dirbtiniu Marso palydovu. Jis iki 1972 m. pabaigos fotografavo Marso paviršių. 1972 m. buvo paleistas pirmasis Jupiterio žvalgas „Pionierius-10”. Jis praskriejo 31 400 km nuotoliu nuo Jupiterio ir perdavė daug nuotraukų.
1975 m. įvyko pirmasis jungtinis JAV-TSRS kosminis skrydis. Susijungus „Sojuzo” ir „Aplono” laivams, įgulos galėjo pereiti iš vieno laivo į kitą.
8-ajame dešimtmetyje sukurtas daugkartinio naudojimo erdvėlaivis (Šatlas), kuris, kaip ir raketa, startuoja vertikaliai, paleidžia dirbtinį palydovą arba aplanko orbitinę stotį, o po to leidžiasi į Žemę kaip lėktuvas. NASA sukurtas šatlas susideda iš sparnuoto orbitinio aparato, prie jo pritvirtinto kuro bako ir dviejų kietu kuru varomų greitintuvų, kurie atsiskiria, lėktuvui pakilus į 45 km aukštį. Kuro bakas atsiskiria aparatui išskriejus į orbitą. Kosminis laivas gabena tokius krovinius kaip: Europos kosminė laboratorija, įvairūs palydovai, blokai orbitinei stočiai montuoti. Stabdomas manevravimo varikliais lėktuvas skrieja į atmosferą, o nuo perkaitimo jį saugo išorinis sluoksnis iš karščiui atsparių medžiagų. Po to kosminis lėktuvas grįžta į bazę. 1998 metais prasidėjo Tarpautinės kosminės stoties statyba kosmose. Ją finasuoja JAV, Europos kosminė agentūra ir Rusija. Jau dabar tai yra pats ryškiausias dirbtinis naktinio Žemės dangaus objektas.
XX a. pradžioje buvo plačiai paplitusi nuomonė, kad Marse gali būti žemiška gyvybė ir kad šioje planetoje, ko gero, gyvenama. 1877 m. italų astronomas visą pasaulį privertė kalbėti apie protingus marsiečius, kurie neva sukūrė didelį kanalų tinklą savo mirštančiai planetai gelbėti. Marsiečių mitas visiems laikams išblėso po to, kai 1960-70 m. Marsą pasiekė pirmosios kosminės stotys. Užuot pamačius į Sacharą panašias dykumas, čia buvo rasta tūkstančiai kraterių, primenančių esančius Mėnulyje, milžiniškų vulkanų, didžiulių kanjonų ir keistų darinių, primenančių išdžiūvusių upių vagas. Jei Marse yra vandens, jis gali glūdėti po ledu amžinojo įšalo pavidalu. Marse yra šalta ir labai reta atmosfera, susidedanti iš anglies dvideginio. Vadinamosios Marso jūros, kurias kai kurie astronautai siejo su sezoninės augmenijos kaita, pasirodė tik tamsesnės paviršiaus sritys, kuriose vėjas gainioja šviesesnių dulkių tumulus. 1975 m. du JAV kosminiai aparatai („Vikingai”), kuriuose buvo automatinė laboratorija, pasiųsti į Marsą išsiaiškinti, ar jo grunte yra mikroorganizmų.
Dabartiniu metu vadinamajam “kosminiam klubui ” (valstybės, gebančios savo jėgomis sukurti raketą nešėją skrydžiams į kosmosą) priklauso: Rusija, Kinija, JAV, Japonija, Indija, Prancūzija.

Deja, ne viskas klostosi taip gerai. Iki pirmojo sėkmingo žmogaus skrydžio į kosmosą, 1961 m žuvo du Rusijos kosmonautai – kariškiai.
1967 m balandžio 24 dieną leisdamasis su “Sojuz 1” žuvo Vladimiras Komarovas, avarijos priežastis – susisukę parašiuto stropai.
1969 metais, Rusijoje, bandant Mėnulio raketą, žuvo koks 30 žmonių.
.1971 m liepos 29. leidžiantis iš skrydžio su “Voshod”, išsihermetino laivo kabina ir žuvo Georgijus Volkovas, Viktoras Pacajevas ir Vladislavas Dobrovolskis.
1989 m žuvo gal būt vienintelė lietuvių viltis turėti savo kosmonautą: lakūnas – bandytojas Rimantas Stankevičius.
1967 m sausio 27 d. JAV, pasiruošimo skrydžiui metu, laivo kabinoje sudegė trys astronautai: V.Grisomas, E.Vaitas ir R.Čafi.
1986 m sausio 28 dieną daugkartinis kosminis laivas „Challenger“ sprogo 16 km aukštyje 75 skrydžio sekundę. Žuvo 7 astronautai, tarp jų mokytoja Krista Makolif.
2003 m vasario 1 d. leisdamasis daugkartinis kosminis laivas “Columbia” subyrėjo atmosferoje ir žuvo 7 astronautai. Amerikos danguje buvo stebimos besileidžiančios nuolaužos.

Leave a Comment