Jednak w kosmosie wszystko jest inne, niektóre zjawiska są po prostu niewytłumaczalne i zasadniczo przeczą wszelkim prawom. Na przykład satelita wystrzelony kilka lat temu lub inne obiekty będą obracać się na swojej orbicie i nigdy nie spaść. Dlaczego to się dzieje, jak szybko rakieta leci w kosmos? Fizycy sugerują, że istnieje siła odśrodkowa, która neutralizuje efekt grawitacji.
Po wykonaniu małego eksperymentu sami możemy to zrozumieć i poczuć bez wychodzenia z domu. Aby to zrobić, musisz wziąć nić i związać mały ładunek na jednym końcu, a następnie rozwinąć nić na obwodzie. Poczujemy, że im wyższa prędkość, tym wyraźniejsza trajektoria ładunku i im większe naprężenie na nitce, jeśli siła jest osłabiona, prędkość obrotowa przedmiotu zmniejszy się, a ryzyko upadku ładunku wzrośnie kilkukrotnie . Przy tak małym doświadczeniu zaczniemy rozwijać nasz temat - prędkość w kosmosie.
Staje się jasne, że duża prędkość pozwala każdemu obiektowi pokonać siłę grawitacji. Jeśli chodzi o obiekty kosmiczne, każdy z nich ma swoją prędkość, jest inny. Wyznaczane są cztery główne typy takiej prędkości, a najmniejszy z nich jest pierwszym. Z tą prędkością statek wlatuje na orbitę Ziemi.
Aby z niego wylecieć, potrzebujesz sekundy prędkość w kosmosie. Przy trzeciej prędkości grawitacja zostaje całkowicie pokonana i możesz wylecieć z Układu Słonecznego. Czwarty prędkość rakiety w kosmosie pozwoli na opuszczenie samej galaktyki, jest to około 550 km/s. Zawsze byliśmy zainteresowani prędkość rakiety w przestrzeni km/h, przy wejściu na orbitę wynosi 8 km/s, poza nią – 11 km/s, czyli rozwija swoje możliwości do 33 000 km/h. Rakieta stopniowo zwiększa swoją prędkość, pełne przyspieszenie zaczyna się od wysokości 35 km. Prędkośćspacer kosmiczny wynosi 40 000 km/h.
Prędkość w kosmosie: rekord
Maksymalna prędkość w kosmosie- rekord, ustanowiony 46 lat temu, wciąż obowiązuje, dokonali go astronauci biorący udział w misji Apollo 10. Okrążywszy księżyc, wrócili z powrotem, gdy prędkość statku kosmicznego w kosmosie wynosiła 39 897 km/h. W najbliższej przyszłości planowane jest wysłanie statku kosmicznego Orion w przestrzeń nieważkości, która zabierze astronautów na niską orbitę okołoziemską. Być może wtedy uda się pobić rekord 46 lat. Prędkość światła w kosmosie- 1 miliard km/h. Zastanawiam się, czy możemy pokonać taki dystans przy naszej maksymalnej dostępnej prędkości 40 000 km/h. Tutaj jaka jest prędkość w kosmosie? rozwija się w pobliżu światła, ale tutaj tego nie czujemy.
Teoretycznie człowiek może poruszać się z prędkością nieco mniejszą niż prędkość światła. Pociągnie to jednak za sobą ogromne szkody, zwłaszcza dla nieprzygotowanego organizmu. Rzeczywiście, na początek taka prędkość musi zostać rozwinięta, należy dołożyć starań, aby ją bezpiecznie zmniejszyć. Ponieważ gwałtowne przyspieszanie i zwalnianie może być śmiertelne dla człowieka.
W czasach starożytnych wierzono, że Ziemia jest nieruchoma, nikt nie był zainteresowany kwestią prędkości jej obrotu na orbicie, ponieważ takie koncepcje w zasadzie nie istniały. Ale nawet teraz trudno jest jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, ponieważ wartość nie jest taka sama w różnych punktach geograficznych. Bliżej równika prędkość będzie wyższa, w rejonie Europy południowej 1200 km/h jest to średnia Prędkość Ziemi w kosmosie.
Aby pokonać siłę grawitacji i umieścić statek kosmiczny na orbicie Ziemi, rakieta musi lecieć z prędkością co najmniej 8 kilometrów na sekundę. To jest pierwsza prędkość kosmiczna. Urządzenie, któremu nadano pierwszą kosmiczną prędkość, po oddzieleniu od Ziemi staje się sztucznym satelitą, czyli porusza się wokół planety po orbicie kołowej. Jeśli jednak urządzenie zostanie poinformowane o prędkości mniejszej niż pierwsza kosmiczna, to będzie poruszało się po trajektorii przecinającej się z powierzchnią globu. Innymi słowy, spadnie na Ziemię.
Pociski A i B otrzymują prędkość poniżej pierwszej kosmicznej - spadną na Ziemię;
pocisk C, któremu nadano pierwszą kosmiczną prędkość, wejdzie na orbitę kołową
Ale taki lot wymaga dużo paliwa. 3kilka minut lotu, silnik pożera cały zbiornik kolejowy, a aby nadać rakiecie niezbędne przyspieszenie, potrzebny jest ogromny skład paliwa kolejowego.
W kosmosie nie ma stacji benzynowych, więc musisz zabrać ze sobą całe paliwo.
Zbiorniki paliwa są bardzo duże i ciężkie. Gdy zbiorniki są puste, stają się dodatkowym ładunkiem rakiety. Naukowcy wymyślili sposób na pozbycie się zbędnej wagi. Rakieta jest montowana jako konstruktor i składa się z kilku poziomów, czyli stopni. Każdy stopień ma własny silnik i własne źródło paliwa.
Pierwszy krok jest najtrudniejszy. Oto najmocniejszy silnik i najwięcej paliwa. Musi przesunąć rakietę z jej miejsca i nadać jej niezbędne przyspieszenie. Gdy paliwo pierwszego stopnia zostanie zużyte, odczepia się od rakiety i spada na ziemię, rakieta staje się lżejsza i nie potrzebuje dodatkowego paliwa do przewożenia pustych zbiorników.
Następnie włączają się silniki drugiego stopnia, który jest mniejszy niż pierwszy, ponieważ potrzebuje mniej energii na podniesienie statku kosmicznego. Gdy zbiorniki paliwa będą puste, a ten etap „odpnie” się od rakiety. Potem trzecia, czwarta...
Po zakończeniu ostatniego etapu statek kosmiczny jest na orbicie. Potrafi latać wokół Ziemi przez bardzo długi czas, nie wydając ani kropli paliwa.
Za pomocą takich rakiet do lotu wysyłani są astronauci, satelity, międzyplanetarne automatyczne stacje.
Czy wiesz...
Pierwsza kosmiczna prędkość zależy od masy ciała niebieskiego. Dla Merkurego, którego masa jest 20 razy mniejsza od masy Ziemi, wynosi 3,5 kilometra na sekundę, a dla Jowisza, którego masa jest 318 razy większa od masy Ziemi, jest to prawie 42 kilometry na sekundę!
Jednym z największych atutów ludzkości jest Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS). Kilka państw zjednoczyło się w celu jego utworzenia i działania na orbicie: Rosja, niektóre kraje europejskie, Kanada, Japonia i USA. Ten aparat świadczy o tym, że wiele można osiągnąć, jeśli kraje będą stale współpracować. Wszyscy ludzie na planecie wiedzą o tej stacji, a wielu zastanawia się, na jakiej wysokości leci ISS i na jakiej orbicie. Ilu astronautów tam było? Czy to prawda, że turyści mają tam wstęp? A to nie wszystko, co interesuje ludzkość.
Struktura stacji
ISS składa się z czternastu modułów, w których znajdują się laboratoria, magazyny, toalety, sypialnie, pomieszczenia gospodarcze. Stacja posiada nawet siłownię ze sprzętem do ćwiczeń. Cały kompleks jest zasilany energią słoneczną. Są ogromne, wielkości stadionu.
Fakty o ISS
W czasie swojej pracy stacja wzbudzała wiele podziwu. Ten aparat jest największym osiągnięciem ludzkich umysłów. Ze względu na swój projekt, przeznaczenie i cechy można go nazwać perfekcją. Oczywiście, może za 100 lat na Ziemi zaczną budować statki kosmiczne innego planu, ale jak na razie dziś ten aparat jest własnością ludzkości. Świadczą o tym następujące fakty dotyczące ISS:
- Podczas jego istnienia około dwustu astronautów odwiedziło ISS. Byli też turyści, którzy po prostu przylecieli, aby spojrzeć na Wszechświat z orbity.
- Stacja jest widoczna z Ziemi gołym okiem. Ta struktura jest największą spośród sztucznych satelitów i można ją łatwo zobaczyć z powierzchni planety bez żadnego urządzenia powiększającego. Istnieją mapy, na których można zobaczyć, o której godzinie i kiedy urządzenie leci nad miastami. Dzięki nim łatwo znajdziesz informacje o swojej miejscowości: zobacz rozkład lotów nad regionem.
- Aby zmontować stację i utrzymać ją w dobrym stanie, astronauci wychodzili w kosmos ponad 150 razy, spędzając tam około tysiąca godzin.
- Aparatura jest obsługiwana przez sześciu astronautów. System podtrzymywania życia zapewnia ciągłą obecność ludzi na stacji od momentu jej pierwszego uruchomienia.
- Międzynarodowa Stacja Kosmiczna to wyjątkowe miejsce, w którym przeprowadzane są różnorodne eksperymenty laboratoryjne. Naukowcy dokonują unikalnych odkryć w dziedzinie medycyny, biologii, chemii i fizyki, fizjologii i obserwacji meteorologicznych, a także w innych dziedzinach nauki.
- Urządzenie wykorzystuje gigantyczne panele słoneczne, których wielkość sięga obszarem boiska piłkarskiego swoimi strefami końcowymi. Ich waga to prawie trzysta tysięcy kilogramów.
- Akumulatory są w stanie w pełni zapewnić działanie stacji. Ich praca jest ściśle monitorowana.
- Stacja posiada mini-domek wyposażony w dwie łazienki i siłownię.
- Lot jest monitorowany z Ziemi. Do kontroli opracowano programy składające się z milionów linijek kodu.
astronauci
Od grudnia 2017 roku załoga ISS składa się z następujących astronomów i astronautów:
- Anton Shkaplerov - dowódca ISS-55. Odwiedził stację dwukrotnie - w latach 2011-2012 i 2014-2015. Na 2 loty mieszkał na stacji przez 364 dni.
- Skeet Tingle - inżynier lotnictwa, astronauta NASA. Ten astronauta nie ma doświadczenia w lotach kosmicznych.
- Norishige Kanai to japoński astronauta i inżynier lotnictwa.
- Aleksander Misurkin. Jego pierwszy lot odbył się w 2013 roku i trwał 166 dni.
- Makr Vande Hay nie ma doświadczenia w lataniu.
- Józefa Akaba. Pierwszy lot odbył się w 2009 roku w ramach Discovery, a drugi w 2012 roku.
Ziemia z kosmosu
Z kosmosu otwierają się wyjątkowe widoki na Ziemię. Świadczą o tym zdjęcia, filmy astronautów i kosmonautów. Możesz zobaczyć pracę stacji, kosmiczne krajobrazy, jeśli oglądasz transmisje online ze stacji ISS. Jednak niektóre kamery są wyłączone z powodu prac technicznych.
Korznikow oblicza, że przy prędkości większej niż 0,1 C statek kosmiczny nie będzie miał czasu na zmianę toru lotu i uniknięcie kolizji. Uważa, że przy prędkości podświetlnej statek kosmiczny zapadnie się przed dotarciem do celu. Jego zdaniem podróże międzygwiezdne są możliwe tylko przy znacznie niższych prędkościach (do 0,01 C). Od 1950-60. w Stanach Zjednoczonych opracowano statek kosmiczny z silnikiem rakietowym na impuls jądrowy do badania przestrzeni międzyplanetarnej „Orion”.
Lot międzygwiezdny to podróż między gwiazdami pojazdów załogowych lub automatycznych stacji. Zdaniem dyrektora Ames Research Center (NASA) Simona P. Wardena, projekt silnika do lotów w kosmos może powstać w ciągu 15-20 lat.
Niech lot tam i lot powrotny składa się z trzech faz: jednostajnie przyspieszone przyspieszenie, lot ze stałą prędkością i jednostajnie przyspieszone spowolnienie. Niech statek kosmiczny przemieści się w połowie drogi z przyspieszeniem jednostkowym, a drugą połowę zwolni z tym samym przyspieszeniem (). Następnie statek zawraca i powtarza etapy przyspieszania i zwalniania.
Nie wszystkie typy silników nadają się do lotów międzygwiezdnych. Obliczenia pokazują, że z pomocą systemu kosmicznego rozważanego w tym artykule, możliwe jest dotarcie do gwiazdy Alfa Centauri… za około 10 lat. Jako jedno z rozwiązań tego problemu proponuje się wykorzystanie cząstek elementarnych poruszających się z prędkością światła lub zbliżoną do światła jako substancji roboczej rakiety.
Jaka jest prędkość współczesnego statku kosmicznego?
Prędkość spalin wynosi od 15 do 35 kilometrów na sekundę. W związku z tym pojawiły się pomysły, aby zaopatrywać statki międzygwiezdne w energię z zewnętrznego źródła. W tej chwili projekt ten nie jest możliwy do zrealizowania: silnik musi mieć prędkość spalin 0,073 s (impuls właściwy 2 miliony sekund), a jego ciąg musi osiągnąć 1570 N (czyli 350 funtów).
Zderzenie z pyłem międzygwiazdowym nastąpi z prędkością bliską światłu i będzie przypominać mikroeksplozje pod względem fizycznego uderzenia. W pracach science fiction często wspomina się o metodach podróży międzygwiezdnych, polegających na poruszaniu się z prędkością większą niż prędkość światła w próżni. Największa załoga składała się z 8 kosmonautów (w tym 1 kobieta), którzy wystrzelili 30 października 1985 na statek kosmiczny wielokrotnego użytku Challenger.
Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centauri) wynosi około 4,243 lat świetlnych, czyli około 268 tysięcy razy odległość Ziemi od Słońca. Lot statkiem kosmicznym zajmuje ważne miejsce w science fiction.
W tej sytuacji czas lotu w ziemskim układzie odniesienia wyniesie około 12 lat, podczas gdy według zegara na statku minie 7,3 roku. Przydatność różnych typów napędów do lotów międzygwiezdnych była rozważana w szczególności na spotkaniu Brytyjskiego Towarzystwa Międzyplanetarnego w 1973 roku przez dr. Tony'ego Martina.
W trakcie prac zaproponowano projekty dużych i małych statków kosmicznych („statki pokoleń”), które mogą dotrzeć do gwiazdy Alfa Centauri odpowiednio za 1800 i 130 lat. W 1971 r. w raporcie G. Marksa na sympozjum w Byurakan zaproponowano użycie laserów rentgenowskich do lotów międzygwiezdnych. W 1985 r. R. Forward zaproponował projekt sondy międzygwiazdowej przyspieszanej energią mikrofalową.
Kosmiczny limit prędkości
Głównym składnikiem masy nowoczesnych rakiet jest masa paliwa potrzebna do przyspieszenia rakiety. Jeśli można w jakiś sposób wykorzystać środowisko otaczające rakietę jako płyn roboczy i paliwo, możliwe jest znaczne zmniejszenie masy rakiety i osiągnięcie dzięki temu dużych prędkości ruchu.
W latach 60. Bussard zaproponował projekt międzygwiezdnego silnika strumieniowego (MPRE). Ośrodek międzygwiazdowy składa się głównie z wodoru. W 1994 roku Jeffrey Landis zaproponował projekt międzygwiezdnej sondy jonowej, która byłaby zasilana wiązką laserową na stacji.
Rakieta zaprojektowana przez projekt Daedalus okazała się tak ogromna, że musiałaby zostać zbudowana w kosmosie. Jedną z wad międzygwiezdnych statków kosmicznych jest konieczność noszenia ze sobą sieci energetycznej, która odpowiednio zwiększa masę i zmniejsza prędkość. Tak więc elektryczny silnik rakietowy ma charakterystyczną prędkość 100 km/s, co jest zbyt wolne, aby latać do odległych gwiazd w rozsądnym czasie.
Od helikopterów i statków kosmicznych po cząstki elementarne — oto 25 najszybszych rzeczy na świecie.
25. Najszybszy pociąg
Japoński pociąg JR-Maglev osiągnął prędkość przekraczającą 581 kilometrów na godzinę za pomocą lewitacji magnetycznej.
24. Najszybsza kolejka górska
Formuła Rossa (Formula Rossa), niedawno zbudowana w Dubaju, pozwala poszukiwaczom przygód osiągnąć prędkość 240 kilometrów na godzinę.
23. Najszybsza winda
Windy w Taipei Tower na Tajwanie przewożą ludzi w górę iw dół z prędkością 60 kilometrów na godzinę.
22. Najszybszy samochód produkcyjny
Bugatti Veyron EB 16.4 (Bugatti Veyron EB 16.4), przyspieszający do 430 kilometrów na godzinę, jest najszybszym na świecie samochodem dopuszczonym do użytku na drogach publicznych.
21. Najszybszy samochód nieseryjny
15 października 1997 r. pojazd rakietowy Thrust SSC przełamał barierę dźwięku na pustyni Nevada.
20. Najszybszy samolot załogowy
US Air Force X-15 nie tylko przyspiesza do imponującej prędkości (7270 kilometrów na godzinę), ale także wznosi się tak wysoko, że kilku jego pilotów otrzymało od NASA „skrzydła” astronautów.
19. Najszybsze tornado
Tornado w pobliżu Oklahoma City było najszybsze pod względem prędkości wiatru, osiągając 480 kilometrów na godzinę.
18. Najszybszy człowiek
W 2009 roku jamajski sprinter Usain Bolt ustanowił rekord świata na 100 mw 9,58 sekundy.
17. Najszybsza kobieta
W 1988 roku Amerykanka Florence Griffith-Joyner przebiegła 100 m w 10,49 sekundy, rekordu, którego nikt jeszcze nie pobił.
16. Najszybsze zwierzę lądowe
Oprócz tego, że gepardy biegają szybko (120 kilometrów na godzinę), są również w stanie przyspieszyć szybciej niż większość samochodów produkcyjnych (od 0 do 100 kilometrów na godzinę w 3 sekundy).
15. Najszybsza ryba
Niektóre osobniki z gatunku żaglówek mogą przyspieszyć do 112 kilometrów na godzinę.
14. Najszybszy ptak
Sokół wędrowny jest również najszybszym zwierzęciem na świecie i może przekraczać prędkość 325 kilometrów na godzinę.
13. Najszybszy komputer
Chociaż ten rekord najprawdopodobniej zostanie pobity do czasu, gdy przeczytasz ten artykuł, Droga Mleczna-2 w Chinach jest najszybszym komputerem na świecie.
12. Najszybsza łódź podwodna
Trudno jest rejestrować zapisy w takich rzeczach, ponieważ informacje o okrętach podwodnych są zwykle utrzymywane w tajemnicy. Jednak według niektórych szacunków sowiecki okręt podwodny K-162 osiągnął najwyższą prędkość w 1969 roku. Prędkość wynosiła około 44 węzłów.
11. Najszybszy helikopter
W lipcu 2010 roku Sikorsky X2 ustanowił nowy rekord prędkości nad West Palm Beach – 415 kilometrów na godzinę.
10. Najszybsza łódź
Światowy rekord prędkości na wodzie to oficjalnie uznana prędkość maksymalna opracowana przez transport wodny. W tej chwili rekordzistą jest Spirit of Australia, który osiągnął 511 kilometrów na godzinę.
9. Najszybszy sport rakietowy
W badmintonie lotka może osiągnąć prędkość ponad 320 kilometrów na godzinę.
8. Najszybszy transport lądowy
Płozy pocisków wojskowych osiągają prędkość przekraczającą 8 machów (9800 kilometrów na godzinę).
7. Najszybszy statek kosmiczny
W kosmosie prędkość można mierzyć tylko w stosunku do innych obiektów. Biorąc to pod uwagę, najszybszym statkiem kosmicznym poruszającym się od Słońca z prędkością 62 000 kilometrów na godzinę jest Voyager 1 (Voyager 1).
6. Najszybszy zjadacz
Joey „Jaws” Chestnut jest obecnie uznawany za mistrza świata przez Międzynarodową Federację Jedzenia Wyczynowego po zjedzeniu 66 hot dogów w 12 minut.
5. Najszybszy test zderzeniowy
Aby określić ocenę bezpieczeństwa, EuroNCAP zwykle przeprowadza testy zderzeniowe przy prędkości 60 kilometrów na godzinę. Jednak w 2011 roku postanowili zwiększyć prędkość do 190 kilometrów na godzinę. Dla żartu.
4. Najszybszy gitarzysta
John Taylor ustanowił nowy rekord świata, doskonaląc Flight of the Bumblebee z prędkością 600 uderzeń na minutę.
3. Najszybszy raper
No Clue zdobył tytuł „najszybszego rapera” w Księdze Rekordów Guinnessa, gdy wypowiedział 723 sylaby w 51,27 sekundy. Mówił około 14 sylab na sekundę.
2. Największa prędkość
Technicznie najszybsza prędkość we wszechświecie to prędkość światła. Jest jednak kilka zastrzeżeń, które prowadzą nas do pierwszego punktu…
1. Najszybsza cząstka elementarna
Pomimo tego, że jest to kontrowersyjne stwierdzenie, naukowcy z Europejskiego Centrum Badań Jądrowych przeprowadzili niedawno eksperymenty, w których mion neutrinowy pokonał odległość między Genewą w Szwajcarii a Gran Sasso we Włoszech, o kilka nanosekund szybciej niż światło. Jednak na razie foton nadal jest uważany za króla prędkości.
