سفر به فضا

موشک:

از موشک برای قرار دادن ماهواره ها در مدار زمین یا ارسال سفینه های فضایی به سیارات دیگر استفاده می کنند.

اغلب موشک ها از مراحل یا طبقاتی تشکیل می شوند که هر کدام دارای یک موتور پیش برنده هستند.

وقتی سوخت یک مرحله به پایان می رسد، محفظه ی خالی از موشک جدا شده و مرحله ی بعدی شروع می شود. قبل از آن که آخرین مخزن سوخت از ماهواره یا سفینه جدا شود، موشک باید به سرعت مناسب برای خروج یا حرکت در مدار مورد نظر رسیده باشد.

موشک های فضایی مانند موشک های آتش بازی عمل می کنند. سوخت با گاز تسریع کننده ی احتراق (اکسنده) ترکیب می شود. 

گازهای داغ ایجاد شده از احتراق، از طریق دماغه  پایینی خارج شده و باعث حرکت موشک به طرف بالا می شوند. (موشک اروپایی دلتا - شکل سمت چپ)  

هرچه سرعت و فشار گازهای خروجی از دماغه بیش تر باشد، موشک با قدرت و شتاب بیش تری به بالا حرکت می کند.

از آن جا که موشک های فضایی به علت حمل سفینه یا ماهواره، سنگین هستند، به سوخت بیش تری هم نیاز دارند. 

موشک ها اغلب از یک نوع سوخت مایع یا جامد استفاده می کنند اما در برخی از موشک ها از هر دو نوع سوخت برای خارج کردن موشک از جو کمک گرفته می شود.

در موشک های با سوخت مایع، سوخت اصلی (مانند هیدروژن مایع) و اکسید کننده (مانند اکسیژن مایع) تحت فشار زیاد به صورت مایع در می آیند و سپس در مخازن جداگانه بر روی بدنه سوار می شوند.

زیر این مخازن نیز، پمپ های قدرتمندی وجود دارند که مواد سوختنی را به نسبت معین به سمت محفظه ی احتراق هدایت می کنند تا در آن جا با هم ترکیب شوند و شروع به تولید گازهای خروجی کنند. با خروج گازها از اگزوز پایینی، نیروی بالا برنده، موشک را به سمت بالا هدایت می کند.

برخی از موشک ها هم از سوخت جامد استفاده می کنند. (موشک دلت - شکل سمت چپ) در مخزن این موشک ها مخلوط جامدی از سوخت (مانند پودر آلومینیوم) و اکسیدکننده ی آتش زا (مانند پرکلرات آمونیوم) قرار دارد.

با ایجاد یک جرقه در پایین این مخزن، سوخت شروع به احتراق کرده و گازهای داغ به دست آمده از اگزوز پایینی خارج می شوند.

تنها عیب این نوع موشک ها این است که پس از روشن کردن، دیگر نمی توان آن را خاموش کرد و مخزن سوخت تا آخرین قطره خواهد سوخت. به همین دلیل اغلب از این موشک ها به عنوان موشک های تقویت کننده استفاده می شود تا نیروی اولیه ی موشک های بزرگ تر را تأمین کنند.(موشک پروتون - شکل سمت راست)

        

^{شاتل (اتوبوس فضایی)                                      موشک آریان 5}   

امروزه برای سفر به فضا از موشک های چند مرحله ای با سوخت مایع و جامد استفاده می کنند. هر کدام از این مراحل، خود یک موشک جداگانه محسوب می شوند که دارای منبع سوخت و موتور جداگانه ای هستند.

بسته به وزن محموله، از موشک های تقویت کننده برای افزایش نیروی موتورها استفاده می شود.

مرحله ی اول، کل موشک را از زمین بلند می کند و به محض تمام شدن سوخت، از بقیه ی موشک جدا می شود و به زمین سقوط می کند. 

آن گاه موتور مرحله دوم روشن می شود. به دلیل وزن سبک تر موشک در این مرحله، شتاب موشک نیز بیش تر می شود. این سیر صعودی شتاب با جدا شدن هر مرحله از موشک ادامه می یابد تا این که در مرحله ی پایانی، موتور نهایی هم از ماهواره یا سفینه فضایی جدا می شود.

وقتی سفینه از میدان جاذبه ی زمین خارج شده باشد، به دلیل این که نیروی جاذبه ی مهم دیگری بر آن وارد نمی شود، بر روی خط مستقیم به سوی مقصد حرکت می کنند. 

اما گاهی برای رسیدن به یک سیاره ی دور (مانند اورانوس) لازم است از میدان گرانشی سیارات دیگر برای تغییر مسیر و سرعت بخشیدن به سفینه کمک گرفت. این تغییرات باید بسیار دقیق باشند؛ چرا که با کوچک ترین اشتباهی (حتی یک درجه) ممکن است سفینه برای همیشه از منظومه ی شمسی خارج شود یا در میدان گرانشی سیارات دیگر گرفتار شود.

درادامه می خوانید...

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: خدیجه آلچالانلو - تنظیم: یگانه داودی