O raketi

Raketa je vrlo stari izum. Prvi put se pominje u XIII veku u jednom ilustrovanom kineskom rukopisu. Kinezi su je zvali “strela letećeg plamena”, a koristili su je kao oružje za bombardovanje Mongola u bici kod Pien Kinga 1232. godine. Da bi dosegle veću daljinu rakete su bile pričvršćene za obične strele.

Današnje rakete se svakako mnogo razlikuju od onih kineskih, ali princip im je ostao isti. U telu rakete nalazi se gorivo koje sagorevanjem pravi snažan potisak. Ovaj potisak pokreće raketu po zakonu akcije i reakcije. Po istom zakonu leti i naduvan balon kad zrak počne da ističe iz njega.



U početku rakete su išle isključivo na čvrsto gorivo: crni barut, nešto fosfora i ugljenika. Kada bi se ova smeša zapalila dolazilo bi do ekplozije i raketa bi poletela. Trebalo je međutim imati dosta sreće pa takvom raketom pogoditi cilj, jer je rakete u to vreme bila krajnje neprecizna, a i domet joj je bio mali. Zbog toga su se rakete u početku koristile najviše za vatromete ili za davanje signala npr. u slučaju brodoloma. Kasnije se njima rasteruju oblaci i baca pošta u teško pristupačne predele.

Rakete lete po Trećem Njutnovom zakonu mehanike, po kome ako vi gurate zid - jednakom silom i zid gura vas (“svakoj akciji suprotstavlja se reakcija, jednaka po veličini i suprotna po smeru”). Dakle u motoru sagoreva gorivo i stvara se gas koji se planirano ispušta u jednom smeru, a kao reakcija javlja se potisak u suprotnom smeru.

U osnovi postoje dve vrste goriva koje koriste rakete: tečno i čvrsto.

Tečno gorivo ima neke prednosti nad čvrstim. Sagorevanje može precizno da se kontroliše jer se gorivo ubrizgava u sagorevajuću komoru. Sagorevanje može da se prekine (da se obustavi dovod goriva u motor) i da se kasnije ponovo pokrene. Ali ovakve rakete su kmolikovanije i skuplje od onih koje koriste čvrsto gorivo. One moraju da imaju pumpu za ubrizgavanje goriva u gorionik i poseban tank za oksidator* zbog čega su skuplje i teže. Kao gorivo koristi se tečan vodonik, zatim kerozin itd. Za oksidator koristi se tečni kiseonik.

Prednost raketa na čvrsto gorivo je u njenoj velikoj jednostavnosti. U dugačak cilindar ubaci se čvrsto gorivo čijom sredinom prolzi kanal i to je sve. Gorivo je pomešano sa oksidatorom, a sagorevanje se vrši u pomenutom kanalu. Pomoću različitih profila goriva može se postići različita brzina sagorevanja goriva.



Raketa na tečno i
čvrsto gorivo

* Da bi gorivo moglo da gori potreban je kiseonik, a pošto njega nema u otvorenom kosmosu rakete moraju da ga nose sa sobom.

Sve do ovog veka izgledalo je da rakete nemaju neku naročitu budućnost. A onda se u jednim ruskim novinama pojavio članak koji na raketu baca sasvim drugo svetlo. Članak je napisao Konstantin Ciolkovski*, ruski profesor fizike, naučni zanesenjak i vizionar.

Ciolkovski
* Na engleskom:Tsiolkovsky



Ciolkovski

Ciolkovski (1887-1935) je od mladosti bio ponesen idejom o putovanju na Mesec i dalje u svemir. Možda je tome doprinela i knjiga Žila Verna “Putovanje na Mesec” koju je Ciolkovski kao dečak čitao. U knjizi je opisan fiktivan let do Meseca i nazad, ali let zasnovan na naučnim principima. Jedino što je kvarilo ceo utisak u ovoj knjizi bio je sam početak putovanja: kapsula sa putnicima bila je ispaljena iz topa. Veliko ubrzanje potrebno da neko telo napusti Zemlju putnici ne bi magli da prežive. Trebalo je, znači, naći neki drugi način putovanja. Rešavanju tog problema posvetio se Ciolkovski.

Ovaj spoj dečaka koji mašta o putovanju do zvezda i naučnika koji razmišlja po fizičkim zakonima doveo je do sjajnog rezultata - do teorije kretanja raketa. Ciolkovski je predložio projekat višestepene rakete sa tečnim gorivom , žiroskopsku stabilizaciju letilice, izgradnju "veštačkih ostrva" u Zemljinoj orbiti sa kojih bi se kretalo u dublji svemir itd, itd - postavio je zapravo temelje moderne raketne tehnologije i nauke o letu u svemir.

Ove ideje u obliku rasprave Ciolkovski je ponudio jednom naučnom časopisu 1903. godine, međutim urednik časopisa nije našao da je rasprava vredna štampanja i ona će biti objavljena tek 1929.

A iste te 1903. godine kada je Ciolkovski raspravljao o međuzvezdanim putovanjima otpočela je era avijacije. Braća Rajt su se vinuli u nebo i preleteli rastojanje od 36 metara!

Robert Godard



Godard

U isto vreme kadi i Ciolkovski, na drugom kraju sveta, u SAD, živeo je još jedan zanesenjak i profesor fizike, Robert Godard (1882-1945). I njemu je, kao i Ciolkovskom, u ranoj mladosti zagolicao maštu jedan roman. Bio je to Velsov “Rat svetova” u kome je opisana invazija Marsovaca na našu planetu. Ideja o svemirskim letilicama koje su u stanju da prevaljuju međuplanetarne razdaljine bila je očaravajuća za mladog Godarda. Toj ideji je zatim posvetio svoj život.

Godine 1919. g. Godard, tada već profesor fizike, objavio je jednu kratku knjigu pod nazivom "Način dostizanja ekstremnih visina", a u kojoj je predložio raketu kao prevozno sredstvo do Meseca. Međutim to su bila nemirna vremena sa jednim pravim ratom koji je (i bez Marsovaca) buktao našom planetom i svet je imao prečih poslova od rasprava o letu na Mesec tako da je ta ideja izazvala uglavnom šaljive komentare, a Godard je dobio nadimak “ludi mesečev profesor”.



Godardova raketa na tečno gorivo lansirana je na imanju Godarove tetke Efi 16.3.1926. Let je trajao 2,5 sekunde, a raketa je dostigla visinu od 12,3 metara. Raketa je pala 55,2 m dalje od lansirne rampe.

Ali, veran svijim dečačkim snovima o putovanju svemirom Godard je početkom treće decenije ovog veka počeo sam da gradi “svemirske leitilice”. Bile su to rakete, za današnje pojmove prilično male i bezazlene, gotovo igračke. One svakako nisu mogle da polete u svemir, ali svaka je od njih utirala put baš toj ideji. Na farmi svoje tetke Efi 16. marta 1926. Godard je lansirao prvu u istoriji raketu na tečno gorivo: benzin i tečni kiseonik.

Ali, svet je opet imao preča posla, vremena su i dalje bila nemirna, a 1939. otpočeo je i rat još veći i strašniji od prethodnog (i opet bez Marsovaca) i, da li zbog toga ili ne, tek vlada SAD nije poklanjala pažnju Godardovim eksperimentima. Godard je umro 1945. godine ne dočekavsi ostvarenje svojih decačkih snova - prve kosmičke letove.

Dobre i rđave rakete

Ima nešto posebno zanimljivo kod raketa. Poput jin-janga one imaju svetlu i tamnu stranu. Raketa je transportno sredstvo specijalno građeno za prevoz jedne od dve vrste tovara. Jedna vrsta služi za uništavanje, a druga za razvoj života.



V 2 poletela je
prvi put 3.
oktobara 1942.

Astronomi, razume se, koriste raketu u ovom drugom cilju, ali je činjenica da je “rđava” raketa doprinela razvoju “dobre”.

Mislim pre svega na onu čuvenu raketu Fau 2 (V-2) kojom su u drugom svetskom ratu Nemci bombardovali London. Ovu raketu je konstruisala nemačka armija pod upravom fizičara Vernera fon Brauna (1912-1977). Po završetku rata i fon Braun i stotinak raketa V-2 dospeli su u ruke Amerikanaca. Fizičaru je ponuđeno da ubuduće radi za američku stranu, a da mu se za uzvrat ne sudi za ratne zločine, što je fon Braun sa zadovoljstvom prihvatio.

V-2 je bila izvrsna raketa, trinaest metara duga, letela je tada neverovatnih 80 km daleko i brže od zvuka[2]. I bila je u neku ruku preteča kasnijih američkih svemirskih letilica.

Rusi su imali slično iskustvo. U obe zemlje su prvo stvorene vojne, pa tek potom mirnodopske rakete. A prikaz nekih od tih "dobrih" raketa možete pročitati ako kliknete link u plavoj traci na ovoj strani.

[1] Za razliku od čvrstog tečno gorivo omogućava kontrolu sagorevanja, te preciznije upravljanje letilicom. Nakon što raketa dostigne određenu visinu prvi stepen, u kome je gorivo potrošeno, odbacuje se, a u rad se uključuje drugi stepen itd.

[2] Za ovu letilicu njen tvorac, fon Braun, je rekao da je to bila odlična raketa sa jedinim manom što je padala na pogrešnu planetu.



astronomija

Tokom drugog svetskog rata, nemački inženjeri su preduzimali neviđena istraživanja na mnogim poljima u želji da naprave konačno oružje za odmazdu. U samom vrhu je bio projekat za raketno oružje. Kapitalizujući ogromno iskustvo koje su nemački raketni entuzijasti sakupili tokom druge polovine dvadesetih godina, grupa inženjera predvođena Wernherom von Braunom i Walterom Riedelom iz tajnog centara u Peenemündeu napravila je vođenu balističku raketu do tada neviđene veličine i dometa. Zvanično je nazvana "Oružje za odmazdu–2" ("Vergeltungswaffe-2", ili "V–2", ili "Fau–2"), i mogla je da pogodi mete udaljene nekih 300 km daleko.



Tehnički pregled rakete A–4

Dužina


14,03 metara

Maximalni prečnik:


1,68 metara

Lansirna težina:


12.870 kilograma

Vreme rada motora:


70 secundi

Maximalna brzina:


5.760 kilometera na sat

Maximalna brzina udarca u cilj:


800 metara u sekundi

Maximalni domet:


330 kilometara

Maximalna visina:


96 kilometara

Potisak motora na tlu:


26 tona

Potisak motora na velikoj visini:


30 tona

Masa bojne glave:


900 – 1.000 kilograma

Masa goriva (alkohol):


3,6 tona

Masa oksidatora (tečni kiseonik):


5 tona

Raketa V–2, originalno označena kao A–4, izrasla je iz nekoliko prethodnih projekata sprovedenih u Penemindeu, uključujući eksperimentalnu raketu A–3 koja je imala domet od oko 50 kilometara.

Probna lansiranja A–4 su otpočela 1942. a od 5. septembra 1944. projektil je počeo da se koristi za napade na Englesku i savezničke ciljeve u Evropi. Poslednja nemačka A–4 raketa lansirana je iz Penemindea 19. februara 1945.

Nakon rata, stručnjaci britanske armije su pomogli nemačkim stručnjacima da lansiraju tri rakete A–4 za Nemce . Značajan broj raketa tipa A–4 je lansiran i u Sjedinjenim Državama.

Do jeseni 1947, sovjetsko–nemački tim [3] je iz baze u Kapustinovom Jaru lansirao ukupno 11 raketa ovog tipa. One su kasnije poslužile kao osnov za sovjetsku verziju ovog oružja, porodica koja je označena kao R–1 .



Model prve rakete u kosmosu, rakete V–2, u muzeju u Penemindeu. Prototip rakete je na dnu imao nacrtan logotip "Žene na Mesecu" ("Frau im Mond", 1929), prvog SF nemog filma koji je opisivao pitovanje u svemir.



Lansiranje dvostepenog "Bumpera 8", američke verzije nemačke rakete V–2. Tim lansiranjem od jula 1950. otpočela je istorija Kejp Kanaverala na Floridi. Gornji stepen je mogao da odleti na (tada) rekordnih 400 km, što je veća visina nego ona koju postižu današnji šatlovi.



Komora za sagorevanje alkohola motora A–4



RAF Musej u Cosfordu. Jedan od najboljih muzeja avijacije u svetu poseduje i rakete V–2.

[1] U to vreme, Nemačka je u tehnologiji bila ono što je danas Amerika – najveći broj patenata, najveći broj naučnika, najveći broj nobelovaca itd. je dolazio iz Nemačke.

[2] Ova zanimljiva rečenica je preuzeta iz jednog britanskog teksta. bilo bi vrlo interesantno istražiti šta zapravo znači i šta se krije iza takvih floskula kao što je recimo "pomogli su nemačkim stručnjacima", ili "lansirali su rakete za Nemce".

[3] U jednoj fusnotii u prethodnom tekstu, "Mjasiščevljev projekat 48", pomenuo sam Helmuta Gröttrupa, Fon Braunovog kolege i asistenta, koji je bio odgovoran za sisteme za navođenje. Iako je mogao da bira, otišao je da radi ne za Amerikance već za Ruse i pridružio se genijalnom Karaljovu.

[4] Ove rakete (od ruskog "ракета" nastalo je Р-1) je razvio biro OKB–1 Sergeja Karaljova, a prve su lansirane 1948. Bile su to prve sovjetske rakete na tečno gorivo.

Pokretali su ih motori RD–100, koje je konstruisao Glučkov biro SKB.

Od ukupno 12 raketa R–1 koje su poslate u Kapustin Jar do kraja 1948., 9 je lansirano a 7 je pogodilo cilj

Prva letelica sa mekim sletanjem koja je sletela na drugi objekat osim Zemlje je Luna 9. Pod mekim sletanjem se podrazumeva sletanje bilo koje letelice koje ne pruzrokuje razaranje ili teža oštećenja objekta koje sleće, i uslove pod kojim bi posada (ukoliko je ima) prošla bez fatalnog ishoda.


Sovjetska letelica koja je bila lansirana 31. januara 1966. godine, sletela je na Mesec 3. februara pri brzini od 54 km/h i poslala prve fotografije sa jedinog prirodnog zemljinog satelita. Poslednje podatke poslala je 6. februara, nakon čega je prestala da funkcioniše.