Какую максимальную скорость может развить ракета?

Это один из довольно часто задаваемых вопросов. Иногда спрашивают можно ли разогнать ракету до скорости света и тому подобное. В этой статье я подробно отвечу на этот вопрос.

Телевизоры для дачи BBK от 9760р.Огромный выбор техники и электроники. Гарантия качества. Закажите сейчас!Огромный выбор техники и электроники. Гарантия качества. Закажите сейчас!citilink.ruМоскваПерейтиЯндекс.Директ

Проблема ракеты как способа передвижения состоит в том, что все свое топливо ракета должна нести с собой. При этом чем топливо будет тратиться не только на ускорение самого космического корабля, но и на ускорение самого топлива. Т.е. если мы хотим взять дополнительную тонну топлива, то в реальности понадобится взять больше — так как эту тонну тоже нужно будет везти с собой.

Все это описывается ракетным уравнением, которое вывел Константин Циолковский.

Где Δv — разница в скоростях (например если разгоняться с 0 до 100 км/с, то Δv — 100 км/с). I — удельный импульс двигателя, а m₀ и m₁ — массы ракеты в начале и конце путешествия.

Максимальный удельный импульс современных ракетных двигателей равен примерно 5000 м/с. В качестве массы полезной нагрузки ракеты возьмем массу 15000 килограмм. Именно столько весил лунный модуль:

Таким образом полная масса космического корабля на старте m₀ будет равна 15000 кг + масса топлива, которое мы планируем использовать.

Давайте для разминки посчитаем скорость, которую можно достичь, если масса топлива будет равна массе полезной нагрузки, т.е. m₀ = 15 000 кг + 15 000 кг = 30 000 кг.

Легко убедиться, что в этом случае удастся достичь скорости всего-лишь 3465.74 м/с.

Увеличим количество топлива в 10 раз. Подставим в формулу и мы легко убедимся, что с количеством топлива 150 000 кг ракета сможет достичь скорости 11 989.5 — практически вторая космическая скорость!

Окей, это все полумеры. Давайте увеличим количество топлива в 10 000 раз! Подставляем значения в формулу и получаем: 46 052 м/с.

Добавим еще горючего. Положим мы используем в качестве горючего все разведанные запасы углеводородов на Земле. Тогда у нас 182×10¹² кг горючего и они дают нам скорость 116 096 м/с. Как-то маловато. Это примерно 0.038% скорости света.

Если использовать всю массу Земли как топливо, то получится достичь скорости 237 122 м/с. Если взять массу солнечной системы: 300 774 м/с. Чего уж там мелочиться, возьмем примерную массу наблюдаемой вселенной (10⁵³ кг): со всей вселенной в качестве топлива корабль разгонится всего лишь до 562 105 м/с. Это 0.2% скорости света.

Почему так?

Да потому, что удельный импульс ракетных двигателей очень мал по сравнению со скоростью света. Для того, чтобы достигать релятивистских скоростей нам нужны двигатели удельный импульс которых будет сравним со скоростью света. Хорошим кандидатом может быть например термоядерный ракетный двигатель. По теоретическим подсчетам его удельный импульс будет примерно в районе 10-11% скорости света.

Другим возможным вариантом является использование реакции аннигиляции материи и антиматерии и выделяемой при этом энергии для получения импульса. Двигатель работающий на антивеществе мог бы давать удельный импульс в районе 90-95% скорости света.

Другим возможным способом преодоления ограничения ракетной формулы Циолковского состоит в том, чтобы космический корабль не тащил с собой топливо.

Так например предлагается ускорение космических кораблей со световыми парусами с помощью стационарных лазеров или «дозаправка» космического корабля межзвездным газом и пылью встречаемыми им в полете. Такой подход используется в теоретически разрабатываемом сейчас межзвёздном прямоточном двигателе Бассарда, хотя на мой взгляд там есть несколько теоретических проблем, которые вряд ли удастся обойти https://zen.yandex.ru/media/deep_cosmos/kakuiu-maksimalnuiu-skorost-mojet-razvit-raketa-5c54b352b26eca00ae97183b

29 января м 1 февраля мы приняли участие в «Королевских чтениях 2019» Репортаж и фото-видеоматериалы вы можете посмотреть на сайте чтений:
http://www.korolevspace.ru/

Я выступал в большом зале Делового центра «Мир» в г. Реутов, МО на «Челомеевской секции» № 22. с докладом.

Здесь было и отрытие и пленарное заседание и кофе-брейк и заседание секций и фуршет. Работали фото и видеокорреспонденты.

Всем участникам и гостям подарили сборники тезисов секции 22… http://www.korolevspace.ru/sites/default/files/uploads/Abstr_2019_v1.pdf http://www.korolevspace.ru/sites/default/files/uploads/Abstr_2019_v2.pdf

Тезисы моего доклада опубликованы во втором томе тезисов КЧ 2019
на странице 255-257 и сборнике тезисов секции 22.

НА ЛУНЕ СЕЙЧАС ЕСТЬ РАСТЕНИЯ И ЖИВОТНЫЕ (ИЗ-ЗА КИТАЯ)   Виктория Ветрова 09.01.2019 в 12:47

После приземления китайского лунохода «Чанъэ-4» на противоположной стороне Луны (3 января), стало известно, что на борту есть живые организмы.

Небольшая «банка» в посадочном аппарате содержит семена картофеля и кресс-салат (Arabidopsis thaliana, цветущее растение, связанное с капустой и горчицей, а также растения), и личинки шелкопряда. Согласно сообщению, опубликованному в The Telegraph ранее в этом году, идея состоит в том, что растения будут поддерживать шелкопрядов кислородом, а шелкопряды, в свою очередь, будут обеспечивать растения необходимыми углекислым газом и питательными веществами за счет производимых отходов.

Исследователи будут внимательно следить за растениями, чтобы увидеть, успешно ли идет процесс фотосинтеза, а также рост в лунной среде.

«Мы хотим изучить рост семян и фотосинтез на Луне», — сказал главный разработчик эксперимента Се Гэнсинь, китайскому государственному информационному агентству «Синьхуа».

Эксперимент «биосферы» стал результатом сотрудничества между 28 китайскими университетами во главе с Университетом Чунцина на юго-западе Китая.

Эксперимент, который проводится в цилиндре из алюминиевого сплава емкостью 0,8 литра, весит около 3 кг и в котором содержится грязь, питательные вещества и вода. Солнечный свет будет проникать в контейнер через «трубу», а маленькие камеры будут наблюдать за окружающей средой. Эти данные будут передаваться обратно на Землю с помощью сложной системы ретрансляции, которую Китай настроил для связи с экспериментом, так как нет прямой видимости с Землей.

«Почему картофель и арабидопсис? Потому что период роста арабидопсиса короткий и его удобно наблюдать. А картофель может стать основным источником пищи для будущих космических путешественников», — сказал Лю Ханьлун, вице-президент университета Чунцин, как сообщает «Синьхуа». «Наш эксперимент может помочь накопить знания для строительства лунной базы и длительного проживание на Луне».

Новости космоса и астрономии https://rwspace.ru $image[GV�h��

Китайцы запустили ядерную ракету

Но вы не беспокойтесь (пока)

Армия КНР провела успешную симуляцию запуска интерконтинентальной баллистической ракеты из подземного бункера.

Foreign Policy

Китайская армия достигла значительного прогресса в последние годы. Помимо внедрения интеллектуальных систем вооружения и беспилотных летательных аппаратов, китайцы также активно разрабатывают ядерное оружие.

Недавний успешный симуляционный запуск ракеты с ядерной боеголовкой — подтверждение этому. Детали, время и место запуска не раскрываются.

Собирается ли Китай включаться в ядерную гонку? Возможно, но пока что отставание от остальных конкурентов в ядерной мощи слишком велико. Сейчас в арсенале КНР — 280 ядерных боеголовок. Для сравнения: у российской армии таких боеголовок более 4300, а у США их примерно 3800.

CountryDetail

Кроме того, китайская ядерная стратегия не предусматривает сценария «бьем первыми». По мнению местных экспертов, это может спровоцировать глобальный ядерный конфликт, что явно не в интересах властей страны. КНР рассматривает ядерные боеголовки только в качестве контратакующего оружия, а также в качестве механизма сдерживания и устрашения.

Ядерная программа КНР. Что известно

Тем не менее, испытания ядерных ракет продолжатся. Помимо тестовых запусков, китайцы также проводят подготовку обслуживающего персонала.

Ядерная программа КНР стартовала еще в конце 1950-х годов. Первое успешное испытание китайской ядерной бомбы состоялось в 1964 году. Власти страны проводят работы по созданию ядерного оружия в обстановке полной секретности, поэтому оценки ядерного потенциала Китая очень разнятся.

Известно также о существовании разветвленной сети туннелей протяженностью около 4800 км, которая, вероятно, связывает между собой бункеры для хранения вооружения.

https://zen.yandex.ru/media/hi-tech.mail.ru/kitaicy-zapustili-iadernuiu-raketu-5c4aac45364f1f00acc1bd68 ite�EVP5�

В России создали жаропрочный материал для авиации и космонавтики

Фото: © РИА Новости / Александр Кондратюк

28 ЯНВАРЯ 2019 15:44:583662

Благодаря использованию технологии аддитивного производства новый высокопрочный сплав обладает бездефектной структурой.

Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» совместно с коллегами из Института легких материалов и технологий ОК РУСАЛ (ИЛМиТ) создали высокопрочный сплав, из которого будут изготавливать детали для автомобильной, авиационной и космической техники.

Статья о разработке опубликована в журнале «Materials Letters».

Как сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС», уникальность материала заключается в том, что изготовленные из него конструкции смогут с успехом использоваться при повышенных температурах, тогда как детали, отлитые по привычной формуле, обычно теряют свою прочность при температурах выше 200 °С.

Благодаря химическому составу сплава и параметрам селективного лазерного сплавления (СЛС), которые разработали ученые, новый материал помимо жаропрочности получил бездефектную структуру. https://gr-sily.ru/nauka/v-rossii-sozdali-zharoprochnyj-material-dlya-aviacii-i-kosmonavtiki-28119.html?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com

Как будут выглядеть колонии землян в других мирах?

Мечты о городах на других планетах витают уже давно, и кажется, что их техническое воплощение совсем не за горами. Давайте рассмотрим примерную хронологию человеческой экспансии в космос и то, как эти поселения будут выглядеть. Чтобы загрузить картинку в высоком качестве, нажмите на неё.

Близкое будущее (XXI-XXII века)

Фантасты уже давно готовят нас к созданию поселений вне Земли. Сегодня мы по-прежнему только готовимся к этому большому шагу. Масштабную колонизацию космоса логично начинать с Луны.

ЛунаПланируете на выставку в Москву?Для участников выставок в Москве скидки на проживание в гостинице. Бронируйте!Для участников выставок в Москве скидки на проживание в гостинице. Бронируйте!sherston.ruМоскваПерейтиЯндекс.Директ

До Луны лететь около трёх суток. Она не обладает атмосферой или магнитным полем, так что условия на ней далеки от райских. Тем не менее, создание постоянного форпоста на Луне даст нам ключ к полётам дальше: отработка технологий, удобный перевалочный пункт, психологическая поддержка близкой Земли. Города удобно строить в кратерах, под куполами или под поверхностью.

А ещё колонизация Луны — это добыча полезных ископаемых. Например, такие автоматические заводы могут курсировать между станциями обслуживания и добывать из реголита всё необходимое для лунных поселений:

Луна хороша как стройплощадка, промежуточная станция для подготовки к прыжку на Марс. Именно красная планета наиболее перспективна для создания постоянных поселений и городов.

Марс

Всё начнётся с небольших городков-станций, из которых постепенно вырастут крупные города. Зависимость от технологий будет способствовать ускорению прогресса. Скорее всего, марсиане станут самой продвинутой частью человечества.

Марс можно приспособить к жизни людей: сделать атмосферу плотнее и теплее, «завезти» воду из Пояса астероидов. Я уверен, что жители Марса бережно обойдутся со своей планетой.

Далёкое будущее (XXIII-XXV века)

Спутники Юпитера и Сатурна

Поиск водных ресурсов и жизни в Солнечной системе неминуемо приведёт нас на спутники планет-гигантов. Галилеевы спутники Юпитера богаты водой. Базы во льдах этих миров — следующий шаг экспансии.

Необычна идея терраформировать Европу, спутник Юпитера: растопить её льды и создать плотную атмосферу. Также привлекателен Титан, спутник Сатурна. Хоть там и холодно (-180 °C), но плотная атмосфера поможет будущим колонистам уберечься от пагубных излучений.

Рано или поздно, но люди обратят внимание на другие планетные системы. Как до них добраться? Сегодня у нас таких технологий нет. Они могут появиться благодаря векам экспансии в Солнечную систему.

Очень далёкое будущее (XXVI — ?века)

Экзопланеты

Основать колонии на планетах, вращающихся вокруг других звёзд, — давняя мечта фантастов. О внешнем облике этих колоний мы можем только фантазировать:

Посмотрите также космические картины Вадима Садовского или прочитайте короткий рассказ «Как мы чуть не угодили в чёрную дыру«. https://zen.yandex.ru/media/muzey_budushego/kak-budut-vygliadet-kolonii-zemlian-v-drugih-mirah-5bf07795e74e5400aad12ddc

Ракета «Ангара» — будущее российской космонавтики

Потребность России в новой ракете появилась сразу после распада СССР. Так родилась на свет ракета «Ангара», способная затмить все нынешние аппараты. «Ангара» рассматривается как прямой конкурент сегодняшней ракете «Протон». Так, старшая в линейке «Ангара А7» будет в два раза грузоподъёмнее, при этом работая на безопасном для окружающей среды топливе на основе керосина (сейчас же используется токсичный гептил).

Сейчас основную работу по созданию «Ангары» выполняет центр имени Хруничева. Ракета представлена в четырёх основных вариантах. На самой младшей ракете «Ангара 1.2» будет использоваться всего один разгонный блок, для «Ангара А3» будет применяться три блока, на трёхступенчатой «Ангаре А5» их будет ещё на два больше. На старшей ракете «А7» будет установлено целых семь блоков. Каждый из них длиной свыше 25 метров и весом почти 150 тонн будет использоваться в качестве как центрального, так и бокового ускорителей (в старших моделях семейства).

Запуск намечался на 2005 год, но первые отработки на стендах начались только в 2007 году. А первая беспилотная «Ангара 1.2» была запущена лишь в 2014 году со стратегического космодрома «Плесецк».

Ракета должна была выполнить полёт по параболической траектории, и она успешно выполнила свою задачу. В ходе полёта была проверена работоспособность аппаратуры и основных частей ракеты.

В конце этого же года была запущена старшая ракета семейства — «Ангара А5». В ходе тестового полёта на геостационарную орбиту было доставлено около двух тонн груза.

Полноценный запуск младшей ракеты-носителя «Ангара 1.2» с новейшего космодрома «Восточный» должен состояться уже в следующем году. https://zen.yandex.ru/media/they/raketa-angara—buduscee-rossiiskoi-kosmonavtiki-5c4ac433b7a28e00ae711d3e