క్రిస్ హాడ్‌ఫీల్డ్‌తో రాకెట్లు ఎలా పని చేస్తాయి

ఒక వస్తువును అంతరిక్షంలోకి తీసుకురావడానికి, మీకు తప్పనిసరిగా ఈ క్రిందివి కావాలి: బర్న్ చేయడానికి ఇంధనం మరియు ఆక్సిజన్, ఏరోడైనమిక్ ఉపరితలాలు మరియు గింబాలింగ్ ఇంజన్లు స్టీర్, మరియు ఎక్కడో వేడి పదార్థాలు బయటకు రావడానికి తగినంత థ్రస్ట్ అందించడానికి. సరళమైనది.

రాకెట్ మోటారు లోపల ఇంధనం మరియు ఆక్సిజన్ కలపబడి మండించబడతాయి, ఆపై పేలిపోయే, బర్నింగ్ మిశ్రమం విస్తరించి, రాకెట్ వెనుక భాగాన్ని బయటకు పోసి ముందుకు నడిపించడానికి అవసరమైన థ్రస్ట్‌ను సృష్టిస్తుంది. ఒక విమానం ఇంజిన్‌కు విరుద్ధంగా, ఇది వాతావరణంలో పనిచేస్తుంది మరియు దాని దహన ప్రతిచర్యకు ఇంధనంతో కలపడానికి గాలిలో పడుతుంది, ఒక రాకెట్ స్థలం యొక్క శూన్యతలో పనిచేయగలగాలి, ఇక్కడ ఆక్సిజన్ లేదు. దీని ప్రకారం, రాకెట్లు ఇంధనాన్ని మాత్రమే కాకుండా, వాటి స్వంత ఆక్సిజన్ సరఫరాను కూడా కలిగి ఉండాలి. మీరు లాంచ్ ప్యాడ్‌లోని రాకెట్‌ను చూసినప్పుడు, మీరు చూసే వాటిలో చాలావరకు అంతరిక్షంలోకి రావడానికి అవసరమైన చోదక ట్యాంకులు-ఇంధనం మరియు ఆక్సిజన్.

అధ్యాయపు పుస్తకాన్ని ఎలా వ్రాయాలి

వాతావరణంలో, ఏరోడైనమిక్ రెక్కలు విమానం లాగా రాకెట్‌ను నడిపించడంలో సహాయపడతాయి. వాతావరణానికి మించి, స్థలం యొక్క శూన్యంలో ఆ రెక్కలు తిప్పడానికి ఏమీ లేదు. కాబట్టి రాకెట్లు గింబాలింగ్ ఇంజిన్‌లను ఉపయోగిస్తాయి-రోబోటిక్ పైవట్‌లపై స్వింగ్ చేయగల ఇంజన్లు-స్టీర్ చేయడానికి. మీ చేతిలో చీపురును సమతుల్యం చేయడం వంటిది. దీనికి మరో పేరు వెక్టర్ థ్రస్ట్.

రాకెట్లు సాధారణంగా వేర్వేరు పేర్చబడిన విభాగాలు లేదా దశలలో నిర్మించబడతాయి, ఈ భావన రష్యన్ గణిత ఉపాధ్యాయుడు కాన్స్టాంటిన్ సియోల్కోవ్స్కీ మరియు అమెరికన్ ఇంజనీర్ / భౌతిక శాస్త్రవేత్త రాబర్ట్ గొడ్దార్డ్ చేత అభివృద్ధి చేయబడింది. రాకెట్ దశల వెనుక ఉన్న ఆపరేటివ్ సూత్రం ఏమిటంటే, వాతావరణం పైకి రావడానికి మనకు కొంత మొత్తంలో థ్రస్ట్ అవసరం, ఆపై భూమి చుట్టూ కక్ష్యలో ఉండటానికి తగినంత వేగంతో వేగవంతం చేయడానికి మరింత ఒత్తిడి (కక్ష్య వేగం, సెకనుకు ఐదు మైళ్ళు). ఖాళీ చోదక ట్యాంకులు మరియు ప్రారంభ దశ రాకెట్ల యొక్క అధిక బరువును మోయకుండా రాకెట్ ఆ కక్ష్య వేగానికి చేరుకోవడం సులభం. కాబట్టి రాకెట్ యొక్క ప్రతి దశకు ఇంధనం / ఆక్సిజన్ ఉపయోగించినప్పుడు, మేము ఆ దశను జెట్టిసన్ చేస్తాము మరియు అది తిరిగి భూమికి వస్తుంది.

మొదటి దశ ప్రధానంగా అంతరిక్ష నౌకను గాలికి పైన, 150,000 అడుగుల లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఎత్తుకు పొందడానికి ఉపయోగిస్తారు. రెండవ దశ అప్పుడు కక్ష్య వేగానికి అంతరిక్ష నౌకను పొందుతుంది. సాటర్న్ V విషయంలో, మూడవ దశ ఉంది, ఇది వ్యోమగాములు చంద్రుడికి చేరుకోవడానికి వీలు కల్పించింది. ఈ మూడవ దశ భూమి చుట్టూ కుడి కక్ష్యను స్థాపించడానికి, ఆపి, ప్రారంభించగలిగాడు, ఆపై, కొన్ని గంటల తరువాత ప్రతిదీ తనిఖీ చేయబడితే, మమ్మల్ని చంద్రుని వైపుకు నెట్టండి.

విభాగానికి వెళ్లండి

• రాకెట్ ఏరోడైనమిక్స్: రాకెట్స్ ఎలా పనిచేస్తాయి
• రాకెట్ల ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రం
• రాకెట్ నిర్మాణం యొక్క భాగాలు
• రాకెట్లలో మెరుగుదలలు
• క్రిస్ హాడ్ఫీల్డ్ యొక్క మాస్టర్ క్లాస్ గురించి మరింత తెలుసుకోండి

అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రం మాజీ కమాండర్ మీకు అంతరిక్ష పరిశోధన యొక్క శాస్త్రం మరియు భవిష్యత్తు ఏమిటో నేర్పుతుంది.

క్రిస్ హాడ్ఫీల్డ్

అంతరిక్ష అన్వేషణ నేర్పుతుంది

రాకెట్ ఏరోడైనమిక్స్: రాకెట్స్ ఎలా పనిచేస్తాయి

అపోలో వ్యోమగాములు చంద్రుని ఉపరితలం మరియు వెనుకకు వెళ్ళడానికి ఉపయోగించే చంద్ర మాడ్యూల్ కూడా రెండు దశల రాకెట్. ఇంటికి తిరిగి రావడానికి మేము చంద్రుని నుండి ప్రారంభించినప్పుడు, ల్యాండింగ్ దశ ఉపరితలంపై మిగిలిపోయింది.

నిర్మించిన మొట్టమొదటి రాకెట్లు ఒకే ఉపయోగం, వాటిని మళ్లీ ఉపయోగించాలనే ఆలోచన లేకుండా. అంతరిక్ష నౌకను తిరిగి ఉపయోగించుకునేలా రూపొందించిన మొట్టమొదటి అంతరిక్ష నౌక, మరియు ఇది వందసార్లు అంతరిక్షంలోకి ఎగరగలిగే సామర్థ్యం కలిగి ఉంది. దాని ఘన రాకెట్ బూస్టర్లు కూడా పాక్షికంగా పునర్వినియోగపరచదగినవి-అవి సముద్రంలో పడిపోయిన తరువాత తిరిగి పొందవచ్చు, నివృత్తి చేయబడతాయి, శుభ్రపరచబడతాయి మరియు పునర్వినియోగపరచబడతాయి మరియు తరువాత ప్రయోగాలకు ఇంధనంతో నింపబడతాయి. నేడు, కంపెనీలు మరింత పునర్వినియోగపరచదగిన రాకెట్లను నిర్మిస్తున్నాయి; స్పేస్‌ఎక్స్ తన ఫాల్కన్ రాకెట్ యొక్క మొదటి దశను ప్రయోగించి, ల్యాండ్ చేయగలదు, చెక్కుచెదరకుండా కోలుకుంది మరియు ద్రవ ఇంధనంతో మళ్లీ నింపడానికి సిద్ధంగా ఉంది. బ్లూ ఆరిజిన్ వారి న్యూ షెపర్డ్ రాకెట్ కోసం ఇలాంటి టెక్నాలజీని కూడా ఉపయోగిస్తోంది.

భూమి నుండి రాకెట్లను పొందడానికి రెండు ప్రధాన రకాల ఇంధనాలు ఉన్నాయి: ఘన మరియు ద్రవ. ఘన రాకెట్లు రోమన్ కొవ్వొత్తి లాగా సరళమైనవి మరియు నమ్మదగినవి, మరియు ఒకసారి వాటిని మండించడం లేదు: అవి అయిపోయే వరకు అవి కాలిపోతాయి మరియు థ్రస్ట్‌ను నియంత్రించడానికి అవి త్రోయబడవు. లిక్విడ్ రాకెట్లు తక్కువ ముడి థ్రస్ట్‌ను అందిస్తాయి, కానీ వాటిని నియంత్రించవచ్చు, వ్యోమగాములు రాకెట్‌షిప్ యొక్క వేగాన్ని నియంత్రించటానికి వీలు కల్పిస్తుంది మరియు రాకెట్‌ను ఆపివేయడానికి మరియు ఆన్ చేయడానికి ప్రొపెల్లెంట్ కవాటాలను మూసివేసి తెరవండి.

ప్రయోగం కోసం స్పేస్ షటిల్ ఘన మరియు ద్రవ రాకెట్ల కలయికను ఉపయోగించింది. ఘన రాకెట్ బూస్టర్లను సిబ్బందిని గాలికి పైకి తీసుకెళ్లడానికి మాత్రమే ఉపయోగించారు; ద్రవ ఇంధన రాకెట్లు మొత్తం సమయం కాలిపోయాయి.

రాకెట్ల ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రం

రాకెట్ నిర్మాణం వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక చోదక శక్తి వేరియబుల్ ఫిజిక్‌తో వ్యవహరించే న్యూటన్ లా. ద్రవ్యరాశిని తొలగిస్తున్నప్పుడు రాకెట్ ఏరోడైనమిక్ అయి ఉండాలి కాబట్టి (చర్యల ద్వారా మరియు ప్రతిచర్యల కోసం న్యూటన్ యొక్క మూడవ నియమం అమలులోకి వస్తుంది. ఒక రాకెట్ వెలిగిపోతున్నప్పుడు, ఇంధనం కాలిపోతుంది మరియు వెనుక ఎగ్జాస్ట్ నుండి నిష్క్రమిస్తుంది, దీనివల్ల రాకెట్ వేగవంతం అవుతుంది మరియు మరింత వేగంతో ముందుకు సాగుతుంది. రాకెట్ డ్రాగ్ ఫోర్స్ లేకుండా పనిచేస్తుందని ఇది umes హిస్తుంది.

ఏదేమైనా, ఒక మినహాయింపు ఉంది: అంతరిక్షంలో ప్రయాణించడానికి, మీరు భూమి యొక్క వాతావరణం గుండా వెళ్లాలి, ఆపై మీరు వేగంగా వెళ్లే వరకు వేగవంతం చేయాలి, తద్వారా మీరు విజయవంతంగా కక్ష్యలో ఉండగలరు. దీనిని సాధించడానికి ప్రధాన అవరోధం వాతావరణం నుండి ప్రతిఘటన వలన కలిగే లాగడం. డ్రాగ్ ఫోర్స్ కింది సమీకరణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

D = 12 ρ v 2 C D S.

D = లాగండి. డ్రాగ్ అనేది మిమ్మల్ని మందగించే శక్తి. డ్రాగ్ ఒక శక్తి అని గుర్తుంచుకోవడం ముఖ్యం. డ్రాగ్ ఫోర్స్ మీ స్పేస్ షిప్ కు వ్యతిరేకంగా నెట్టివేస్తుంది మరియు space స్పేస్ షిప్ రూపకల్పనలో ఆలోచనాత్మకంగా అనుమతించకపోతే the స్పేస్ షిప్ వేగంగా వెళ్ళకుండా నిరోధించవచ్చు లేదా ఓడను ముక్కలు చేస్తుంది.

ship = rho, మీ ఓడ చుట్టూ గాలి యొక్క సాంద్రత - లేదా మందం -.
అంతరిక్ష నౌక భూమి నుండి దూరంగా మరియు వాతావరణంలో ఎక్కువ కదులుతున్నప్పుడు, గాలి సాంద్రత తగ్గుతుంది మరియు అందువల్ల, సమీకరణం ప్రకారం, లాగండి. ఏ ఎత్తులోనైనా వాతావరణం యొక్క సాంద్రత వేరియబుల్ అని గమనించండి, ఎందుకంటే సూర్యుడు వేడెక్కినప్పుడు గాలి విస్తరిస్తుంది-వెచ్చని గాలి తక్కువ దట్టంగా ఉంటుంది. స్థలం యొక్క శూన్యంలో సాంద్రత తప్పనిసరిగా సున్నా అని గుర్తుంచుకోండి, కాబట్టి (సమీకరణం ద్వారా) అక్కడ వాస్తవంగా లాగడం లేదు.

v = వేగం లేదా మీ స్పేస్ షిప్ యొక్క వేగం. సమీకరణంలో, డ్రాగ్ అనేది వేగం సమయ వేగం లేదా v స్క్వేర్డ్ యొక్క పని అని గమనించండి. వేగం పెరిగేకొద్దీ, డ్రాగ్ వేగంగా పెరుగుతుంది-రెట్టింపు వేగం, నాలుగు రెట్లు లాగడం మొదలైనవి. అందువల్లనే ప్రఖ్యాత వ్యోమగామి క్రిస్ హాడ్ఫీల్డ్ వాతావరణం ద్వారా రాకెట్ ఎగరడం కష్టతరమైన భాగం అని చెప్పారు: ఈ దశలో రాకెట్ యొక్క వేగం గాలి ఇంకా మందంగా ఉన్న చోట నిరంతరం పెరుగుతుంది. మీరు వాతావరణానికి మించిన తర్వాత, వాతావరణ సాంద్రత లేనందున మీరు డ్రాగ్ శక్తిని పెంచకుండా వేగాన్ని పెంచవచ్చు.

CD = డ్రాగ్ గుణకం, వాహన క్రమబద్ధీకరణ మరియు ఉపరితల కరుకుదనం యొక్క లక్షణం.

S = మీ స్పేస్ షిప్ యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం. తక్కువ ప్రాంతం (ఆలోచించండి: సన్నగా వర్సెస్ ఫ్యాట్ రాకెట్లు) తక్కువ లాగడానికి సహాయపడుతుంది. అంతరిక్షం ఏమిటంటే, వాతావరణంలో ఇప్పటికీ ఉన్న అంతరిక్ష నౌకలకు వాతావరణ లాగడం చాలా పెద్ద సమస్య మరియు అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రం వంటి ఓడ కోసం బయలుదేరడానికి ప్రయత్నిస్తుంది, ఇది గ్రహం కంటే చాలా ఎత్తులో ఉంది, ఇది ఒక నిమిషం గాలి మాత్రమే ఉంది సాంద్రత దానికి వ్యతిరేకంగా పనిచేస్తుంది. అందువల్లనే ISS అటువంటి అనాగరిక ఆకారంగా ఉంటుంది మరియు రాకెట్‌షిప్‌లను ఎందుకు క్రమబద్ధీకరించాలి.

డ్రాగ్ సమీకరణం రాకెట్ రూపకల్పన మరియు విమాన వ్యూహంలో స్పష్టమైన లక్ష్యాన్ని సృష్టిస్తుంది. అత్యంత సమర్థవంతమైన రాకెట్లు తక్కువ ప్రాంతాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, వాతావరణం పైన తక్కువ గాలి సాంద్రత ఉన్న ప్రాంతాలకు చేరుకున్న తర్వాత అవి సాధ్యమైనంత ఎక్కువ వేగవంతం చేస్తాయి (కక్ష్య వేగానికి వేగం పెరగడం).

మాస్టర్ క్లాస్

మీ కోసం సూచించబడింది

ప్రపంచంలోని గొప్ప మనస్సులతో బోధించే ఆన్‌లైన్ తరగతులు. ఈ వర్గాలలో మీ జ్ఞానాన్ని విస్తరించండి.

అంతరిక్ష అన్వేషణ నేర్పుతుంది

పరిరక్షణ నేర్పుతుంది

సైంటిఫిక్ థింకింగ్ మరియు కమ్యూనికేషన్ నేర్పుతుంది

బెటర్ స్లీప్ యొక్క సైన్స్ నేర్పుతుంది

రాకెట్ నిర్మాణం యొక్క భాగాలు

ప్రో లాగా ఆలోచించండి

అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రం మాజీ కమాండర్ మీకు అంతరిక్ష పరిశోధన యొక్క శాస్త్రం మరియు భవిష్యత్తు ఏమిటో నేర్పుతుంది.

రాకెట్లు ప్రత్యేకంగా బరువు మరియు థ్రస్ట్ యొక్క తీవ్రమైన శక్తులను తట్టుకునేలా రూపొందించబడ్డాయి మరియు వీలైనంత ఏరోడైనమిక్ గా ఉంటాయి. అందువల్ల, చాలా రాకెట్ల నిర్మాణాన్ని ప్రామాణీకరించిన కొన్ని నిర్మాణ వ్యవస్థలు ఉన్నాయి. ముక్కు కోన్, ఫ్రేమ్ మరియు ఫిన్ రాకెట్ ఆకారం యొక్క అస్థిపంజరంలో భాగం, ఇది అల్యూమినియం లేదా టైటానియం నుండి తరచూ నిర్మించబడిన పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం, ఇది ఉష్ణ రక్షణ పొరతో వర్తించబడుతుంది. పంపులు, ఇంధనం మరియు నాజిల్ ప్రొపల్షన్ వ్యవస్థలో భాగం, ఇది రాకెట్‌ను థ్రస్ట్ ఉత్పత్తి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

విమాన మార్గాన్ని నియంత్రించడానికి, రాకెట్ యొక్క విమాన దిశపై సర్దుబాటు స్థాయి ఉండాలి. మోడల్ రాకెట్, బాటిల్ రాకెట్లు లేదా ఇతర చిన్న రాకెట్లు గాలిలో నేరుగా పైకి కాల్చి, వారు ఇష్టపడే చోట తిరిగి వస్తాయి. స్థలం కోసం ఉద్దేశించిన రాకెట్‌కు ఎక్కువ నియంత్రణ మరియు వశ్యత అవసరం: ఇక్కడే గింబల్డ్ థ్రస్ట్ వస్తుంది. మార్గదర్శక వ్యవస్థలో భాగంగా, గింబాల్ కోణాలు ఎగ్జాస్ట్ నాజిల్‌ను అవసరమైన విధంగా తిప్పడానికి అనుమతిస్తాయి, గురుత్వాకర్షణ కేంద్రాన్ని దారి మళ్లించి, రాకెట్‌ను పున osition స్థాపించడం సరైన దిశ.

సూర్యుడు, చంద్రుడు, ఉదయించే అర్థం

రాకెట్లలో మెరుగుదలలు

ఎడిటర్స్ పిక్

అంతరిక్ష ప్రయాణాల ప్రారంభం నుండి రాకెట్ ఇంధనం యొక్క ప్రాథమిక రసాయన శాస్త్రంలో కొన్ని మార్పులు జరిగాయి, అయితే ఎక్కువ ఇంధన-సమర్థవంతమైన రాకెట్ల కోసం రచనలు ఉన్నాయి. వాటి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపర్చడానికి, రాకెట్లు తక్కువ ఇంధన-ఆకలితో ఉండాలి, అంటే ఇంధనం కావలసిన వేగాన్ని ఇవ్వడానికి వీలైనంత వేగంగా వెనుకకు రావాలి మరియు అదే ఉత్సాహాన్ని సాధించాలి. అయస్కాంత యాక్సిలరేటర్ ఉపయోగించి రాకెట్ నాజిల్ ద్వారా నడిచే అయోనైజ్డ్ వాయువు సాంప్రదాయ రాకెట్ ఇంధనాల కంటే చాలా తక్కువ బరువు కలిగి ఉంటుంది. అయోనైజ్డ్ కణాలు చాలా అధిక వేగంతో రాకెట్ వెనుక నుండి బయటకు నెట్టబడతాయి, ఇది వాటి చిన్న బరువు లేదా ద్రవ్యరాశికి భర్తీ చేస్తుంది. అయాన్ ప్రొపల్షన్ దీర్ఘ, నిరంతర ప్రొపల్షన్ కోసం బాగా పనిచేస్తుంది, కానీ ఎందుకంటే
ఇది తక్కువ నిర్దిష్ట ప్రేరణను సృష్టిస్తుంది, ఇది ఇప్పటివరకు కక్ష్యలో ఉన్న చిన్న ఉపగ్రహాలపై మాత్రమే పనిచేస్తుంది మరియు పెద్ద అంతరిక్ష నౌకలకు స్కేల్ చేయబడలేదు. దీన్ని చేయడానికి శక్తివంతమైన శక్తి వనరు అవసరం-బహుశా అణు, లేదా ఇంకా కనుగొనబడనిది.

మేము 1960 లలో అంతరిక్షంలోకి ప్రయాణించడం ప్రారంభించినప్పటి నుండి అంతరిక్ష నౌకలు మెరుగుపడ్డాయి, కాని మన ప్రస్తుత సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ఆ మొదటి డిజైన్ల నుండి ఉద్భవించింది. అకారణంగా, ఒక స్పేస్ షిప్ హై-స్పీడ్ విమానం లాగా సూచించబడాలి అని అర్ధమవుతుంది. ఏదేమైనా, 1950 లలో జరిపిన పరిశోధనలో, కక్ష్య వేగం కోసం, ఆ కోణాల చిట్కాపై విపరీతమైన వేడిని తీసుకునేంత పదార్థం కఠినంగా ఉండదని తేలింది. మాక్స్ ఫాగెట్ అనే తెలివైన ఇంజనీర్, రీఎంట్రీ స్పేస్ షిప్స్ మొద్దుబారిన అవసరం ఉందని, ఒక పెద్ద ప్రాంతంపై తీవ్రమైన వేడి మరియు ఒత్తిడిని వ్యాప్తి చేయాల్సిన అవసరం ఉందని గ్రహించాడు. అతను మెర్క్యురీ రూపకల్పనలో కీలకం, అందువలన అంతరిక్ష గుళిక పుట్టింది. మెర్క్యురీ మరియు జెమిని తప్పనిసరిగా సిబ్బందిని సజీవంగా ఉంచడానికి యాంత్రిక వ్యవస్థలతో కాక్‌పిట్‌లను కక్ష్యలో ఉంచారు: వాయు పీడన నియంత్రణ, ఆక్సిజన్ / CO2 ప్రాసెసింగ్, ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ మరియు ఆహారం మరియు నీటి నిల్వ. కక్ష్య అంతరిక్షయానం మానవులకు సాధ్యమని వారు నిరూపించారు మరియు మరింత అన్వేషించడానికి తలుపులు తెరిచారు, ఈ రోజు మనం అంతరిక్ష పరిశోధనలో ఉన్న చోటికి దారి తీసింది.