Tại sao phải dùng tên lửa nhiều tầng để phóng tàu vũ trụ?

Nhiều tên lửa đẩy mới đủ sức giải phóng tàu vũ trụ khỏi lực hút của trái đất.

Để chuyển động một vật với vận tốc 7,9 km / s thoát khỏi lực hút của trái đất, cần rất nhiều năng lượng. Một vật nặng 1 gam muốn thoát ra khỏi trái đất cần năng lượng tương đương với lượng điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn 40W trong một giờ.

Mặt khác, tên lửa bay qua khối khí sẽ thổi ngược lại các phản lực. Khí thải ra càng nhanh thì tên lửa bay càng nhanh. Để đạt được tốc độ bay rất cao, ngoài vận tốc khí rất lớn còn phải mang theo một lượng lớn nhiên liệu. Nếu tốc độ nâng đột ngột là 4000 m / s thì để đạt tốc độ thoát 11,2 km / s, tên lửa phải nạp lượng nhiên liệu lớn hơn trọng lượng bản thân nhiều lần. Cậu học sinh đã cố gắng giải quyết vấn đề một cách thỏa đáng. Cách sử dụng nhiên liệu tiêu hao để loại bỏ những bộ phận không cần thiết trong quá trình bay, giảm trọng lượng, tiếp tục quá trình bay, tăng tốc độ bay. Đây là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Các vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ hiện đang phóng trong không gian đều sử dụng loại tên lửa này .—— Lợi thế về tốc độ, hao phí nhiên liệu

Ariane 5 có 2 tên lửa đẩy bên hông .– – Ít nhất hai hoặc nhiều tên lửa được lắp liên tiếp trong nhiều giai đoạn của tên lửa. Khi tên lửa phía dưới hết nhiên liệu, nó sẽ tự động tách ra và phóng tên lửa thứ hai. Khi tên lửa thứ hai hết nhiên liệu, nó cũng sẽ tự động tách ra, rồi phóng tên lửa thứ ba tiếp theo … để vệ tinh hoặc tàu vũ trụ trên đỉnh có thể đạt tốc độ 4,9 km / s hoặc cao hơn để quay quanh trái đất. Hoặc thoát khỏi trái đất.

Việc sử dụng tên lửa nhiều tầng có thể giải quyết vấn đề của chuyến bay vũ trụ, nhưng nó sẽ tiêu tốn rất nhiều nhiên liệu. Giả sử chúng ta sử dụng một tên lửa 4 tầng để đưa một tàu vũ trụ vào không gian, khi đó tốc độ phản lực của mỗi giai đoạn là 2,5 km / s, và tỷ lệ nhiên liệu / trọng lượng thân tàu là 4/1, vì vậy chúng tôi hy vọng giảm được 30 kg xuống 12 km / s trên tàu boong Khi bắt đầu phóng, tổng trọng lượng của tên lửa và nhiên liệu phải vượt quá 1.000 tấn.

Giờ đây, tàu vũ trụ cũng có thể được nâng lên bằng tên lửa đẩy bên cạnh. Ví dụ như tàu thế hệ thứ 5 của Ariane.

(Theo nguyên nhân vạn sự khởi đầu nan)

Trả lời