ભવિષ્યમાં અવકાશ સંશોધન. સ્પેસ ફ્લાઇટ થિયરી

માનવતાએ હંમેશા અવકાશમાં મુસાફરી કરવાનું સપનું જોયું છે. લેખકો - વિજ્ઞાન સાહિત્ય લેખકો, વૈજ્ઞાનિકો, સ્વપ્ન જોનારા - આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટે વિવિધ માધ્યમોનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. પરંતુ ઘણી સદીઓથી, એક પણ વૈજ્ઞાનિક અથવા વિજ્ઞાન સાહિત્ય લેખક વ્યક્તિના નિકાલ માટેના એકમાત્ર સાધનની શોધ કરી શક્યા નથી કે જેનાથી વ્યક્તિ ગુરુત્વાકર્ષણના બળને દૂર કરી શકે અને અવકાશમાં ઉડી શકે. ઉદાહરણ તરીકે, 17મી સદીમાં લખાયેલી ફ્રેન્ચ લેખક સિરાનો ડી બર્ગેરેકની વાર્તાનો હીરો, તે જે લોખંડની ગાડીમાં હતો તેના ઉપર મજબૂત ચુંબક ફેંકીને ચંદ્ર પર પહોંચ્યો હતો. કેરેજ પૃથ્વીથી ઉંચી અને ઉંચી થઈ, ચુંબક તરફ આકર્ષિત થઈ, જ્યાં સુધી તે ચંદ્ર પર ન પહોંચ્યું, બેરોન મુનચૌસેને કહ્યું કે તે બીનની દાંડી સાથે ચંદ્ર પર ચઢ્યો હતો.

પ્રથમ વખત, રશિયન વૈજ્ઞાનિક કોન્સ્ટેન્ટિન એડ્યુઆર્ડોવિચ ત્સિઓલકોવ્સ્કી (1857-1935) દ્વારા ઘણા લોકોના સ્વપ્ન અને આકાંક્ષાઓને વાસ્તવિકતાની નજીક લાવવામાં આવ્યા હતા, જેમણે બતાવ્યું હતું કે ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવામાં સક્ષમ એકમાત્ર ઉપકરણ રોકેટ છે, તેમણે પ્રથમ વખત રજૂ કર્યું. પૃથ્વીના વાતાવરણની બહાર અને સૌરમંડળના અન્ય ગ્રહો માટે બાહ્ય અવકાશમાં ફ્લાઇટ્સ માટે રોકેટનો ઉપયોગ કરવાની સંભાવનાના વૈજ્ઞાનિક પુરાવા. ત્સોઇલકોવ્સ્કીએ રોકેટને જેટ એન્જિન સાથેનું ઉપકરણ કહ્યું જે તેના પર બળતણ અને ઓક્સિડાઇઝરનો ઉપયોગ કરે છે.

જેટ એન્જિન એ એક એન્જિન છે જે બળતણની રાસાયણિક ઊર્જાને ગેસ જેટની ગતિ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે, અને ત્યાંથી વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

જેટ એન્જિનનું સંચાલન કયા સિદ્ધાંતો અને ભૌતિક કાયદાઓ પર આધારિત છે?

જેમ તમે ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમથી જાણો છો, બંદૂકમાંથી ગોળી પાછળની સાથે છે. ન્યુટનના નિયમો અનુસાર, જો એક સમાન દળ હોય તો બુલેટ અને બંદૂક એક જ ઝડપે જુદી જુદી દિશામાં ઉડે છે. વાયુઓના બહાર નીકળેલા સમૂહ પ્રતિક્રિયાશીલ બળ બનાવે છે, જેના કારણે હવામાં અને વાયુવિહીન જગ્યા બંનેમાં હલનચલન સુનિશ્ચિત કરી શકાય છે, અને આ રીતે પાછા ફરે છે. આપણા ખભાને જેટલુ વધારે રીકોઈલ ફોર્સ લાગે છે, તેટલું જ વધુ એસ્કેપિંગ વાયુઓનું દળ અને ગતિ વધારે છે, અને તેથી, બંદૂકની પ્રતિક્રિયા જેટલી મજબૂત, પ્રતિક્રિયાશીલ બળ વધારે છે. આ ઘટનાઓ વેગના સંરક્ષણના કાયદા દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે:

• વેક્ટર (ભૌમિતિક) શરીરના આવેગનો સરવાળો જે બંધ સિસ્ટમ બનાવે છે તે સિસ્ટમના શરીરની કોઈપણ હિલચાલ અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે સ્થિર રહે છે.

રોકેટની મહત્તમ ઝડપની ગણતરી સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

, ક્યાં

v મહત્તમ - મહત્તમ રોકેટ ગતિ,

v 0 - પ્રારંભિક ગતિ,

v r - નોઝલમાંથી ગેસના પ્રવાહની ગતિ,

m - ઇંધણનો પ્રારંભિક સમૂહ,

M એ ખાલી રોકેટનું દળ છે.

પ્રસ્તુત ત્સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્ર એ પાયો છે જેના પર આધુનિક મિસાઇલોની સંપૂર્ણ ગણતરી આધારિત છે. ત્સિઓલકોવ્સ્કી નંબર એ એન્જિન ઓપરેશનના અંતે રોકેટના દળ અને ખાલી રોકેટના વજન સાથે બળતણના સમૂહનો ગુણોત્તર છે.

આમ, અમે જોયું કે રોકેટની મહત્તમ પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી ઝડપ મુખ્યત્વે નોઝલમાંથી ગેસના પ્રવાહની ઝડપ પર આધારિત છે. અને નોઝલ વાયુઓનો પ્રવાહ દર, બદલામાં, બળતણના પ્રકાર અને ગેસ જેટના તાપમાન પર આધારિત છે. આનો અર્થ એ છે કે તાપમાન જેટલું ઊંચું છે, તેટલી ઝડપ વધારે છે. પછી વાસ્તવિક રોકેટ માટે તમારે સૌથી વધુ કેલરી ઇંધણ પસંદ કરવાની જરૂર છે જે સૌથી વધુ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. સૂત્ર દર્શાવે છે કે, અન્ય વસ્તુઓની સાથે, રોકેટની ગતિ રોકેટના પ્રારંભિક અને અંતિમ સમૂહ પર, તેના વજનના કયા ભાગમાં બળતણ છે અને કયો ભાગ નકામો છે તેના પર આધાર રાખે છે (ફ્લાઇટની ગતિના દૃષ્ટિકોણથી) રચનાઓ: શરીર, મિકેનિઝમ્સ, વગેરે. ડી.

સ્પેસ રોકેટની ઝડપ નક્કી કરવા માટેના આ ત્સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્રમાંથી મુખ્ય નિષ્કર્ષ એ છે કે વાયુહીન અવકાશમાં રોકેટ જેટલી વધુ ઝડપે વિકાસ કરશે, તેટલી જ વધુ ગેસના પ્રવાહની ઝડપ અને ત્સિઓલકોવ્સ્કી સંખ્યા વધારે છે.

બેલિસ્ટિક મિસાઇલનું ઉપકરણ.

ચાલો સામાન્ય રીતે આધુનિક અતિ-લાંબા અંતરની મિસાઈલની કલ્પના કરીએ.

આવા રોકેટ બહુ-સ્તરીય હોવા જોઈએ. લડાઇ ચાર્જ તેના માથામાં સ્થિત છે, અને નિયંત્રણ ઉપકરણો, ટાંકી અને એન્જિન તેની પાછળ સ્થિત છે. રોકેટનું પ્રક્ષેપણ વજન બળતણના આધારે પેલોડના વજન કરતાં 100-200 ગણું વધી જાય છે! આમ, વાસ્તવિક રોકેટનું વજન કેટલાક સો ટન હોવું જોઈએ, અને તેની લંબાઈ ઓછામાં ઓછી દસ માળની ઇમારતની ઊંચાઈ સુધી પહોંચવી જોઈએ. રોકેટની ડિઝાઇન પર સંખ્યાબંધ આવશ્યકતાઓ લાદવામાં આવી છે. તેથી, તે જરૂરી છે, ઉદાહરણ તરીકે, થ્રસ્ટ ફોર્સ રોકેટના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાંથી પસાર થાય છે. જો નિર્દિષ્ટ શરતો પૂરી ન થાય તો રોકેટ ઇચ્છિત અભ્યાસક્રમથી વિચલિત થઈ શકે છે અથવા તો ફરવાનું પણ શરૂ કરી શકે છે.

Fig.1 રોકેટની આંતરિક રચના.

તમે રડરનો ઉપયોગ કરીને સાચો કોર્સ પુનઃસ્થાપિત કરી શકો છો. દુર્લભ હવામાં, ગેસ રડર્સ કાર્ય કરે છે, ગેસ જેટની દિશાને વિચલિત કરીને, ત્સિઓલકોવ્સ્કી દ્વારા પ્રસ્તાવિત. જ્યારે રોકેટ ગાઢ હવામાં ઉડે છે ત્યારે એરોડાયનેમિક રડર કામ કરે છે.

આધુનિક બેલેસ્ટિક મિસાઇલો મુખ્યત્વે પ્રવાહી બળતણનો ઉપયોગ કરીને એન્જિન પર કામ કરે છે. કેરોસીન, આલ્કોહોલ, હાઇડ્રેજીન અને એનિલિનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બળતણ તરીકે થાય છે, અને નાઈટ્રિક અને પરક્લોરિક એસિડ, પ્રવાહી ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડનો ઉપયોગ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે. સૌથી વધુ સક્રિય ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો ફ્લોરિન અને પ્રવાહી ઓઝોન છે, પરંતુ તેમની અત્યંત વિસ્ફોટકતાને કારણે તેનો ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે.

એન્જિન એ રોકેટનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વ છે. એન્જિનનું સૌથી મહત્વનું તત્વ કમ્બશન ચેમ્બર અને નોઝલ છે. કમ્બશન ચેમ્બરમાં, બળતણનું કમ્બશન તાપમાન 2500-3500 સુધી પહોંચે છે તે હકીકતને કારણે વિશેસી, ખાસ કરીને ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રી અને જટિલ ઠંડક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. પરંપરાગત સામગ્રી આવા તાપમાનનો સામનો કરી શકતી નથી.

બાકીના એકમો પણ ખૂબ જટિલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પંપ કે જે કમ્બશન ચેમ્બરના નોઝલને ઓક્સિડાઇઝર અને ઇંધણ સપ્લાય કરવા આવશ્યક છે, પહેલાથી જ V-2 રોકેટમાં છે, જે પ્રથમમાંથી એક છે, તે પ્રતિ સેકન્ડમાં 125 કિલો ઇંધણ પંપ કરવામાં સક્ષમ હતા.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પરંપરાગત સિલિન્ડરોને બદલે, કોમ્પ્રેસ્ડ એર અથવા કેટલાક અન્ય ગેસવાળા સિલિન્ડરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જે ટાંકીમાંથી બળતણને વિસ્થાપિત કરી શકે છે અને તેને કમ્બશન ચેમ્બરમાં લઈ જઈ શકે છે.

ગેસ રડર ગ્રેફાઇટ અથવા સિરામિકમાંથી બનાવવાની હોય છે, તેથી તે ખૂબ જ નાજુક અને બરડ હોય છે, તેથી આધુનિક ડિઝાઇનરો ગેસ રડરનો ઉપયોગ છોડી દેવાની શરૂઆત કરી રહ્યા છે, તેને ઘણી વધારાની નોઝલ સાથે બદલી રહ્યા છે અથવા સૌથી મહત્વપૂર્ણ નોઝલ ફેરવી રહ્યા છે. ખરેખર, ફ્લાઇટની શરૂઆતમાં, ઉચ્ચ હવાની ઘનતા પર, રોકેટની ગતિ ઓછી હોય છે, તેથી રડર્સ નબળી રીતે નિયંત્રિત કરે છે, અને જ્યાં રોકેટ વધુ ઝડપ મેળવે છે ત્યાં હવાની ઘનતા ઓછી હોય છે.

એવન્ગાર્ડ પ્રોજેક્ટ અનુસાર બાંધવામાં આવેલા અમેરિકન રોકેટ પર, એન્જિન હિન્જ્સ પર સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે અને 5-7 દ્વારા વિચલિત થઈ શકે છે. વિશે.દરેક અનુગામી તબક્કાની શક્તિ અને તેનો કાર્યકારી સમય ઓછો છે, કારણ કે રોકેટનો દરેક તબક્કો સંપૂર્ણપણે અલગ પરિસ્થિતિઓમાં કાર્ય કરે છે, જે તેની ડિઝાઇન નક્કી કરે છે, અને તેથી રોકેટની ડિઝાઇન પોતે જ સરળ હોઈ શકે છે.

બેલેસ્ટિક મિસાઈલને સ્પેશિયલ લોન્ચ ડિવાઈસથી લોન્ચ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે આ ઓપનવર્ક મેટલ માસ્ટ અથવા તો ટાવર હોય છે, જેની આસપાસ રોકેટને ક્રેન્સ દ્વારા ટુકડે ટુકડે એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે. આવા ટાવરના વિભાગો તપાસવા અને ડિબગીંગ સાધનો માટે જરૂરી નિરીક્ષણ હેચની સામે સ્થિત છે. રોકેટને રિફ્યુઅલ કરવામાં આવી રહ્યું હોવાથી સંઘાડો ખસી જાય છે.

રોકેટ ઊભી રીતે શરૂ થાય છે અને પછી ધીમે ધીમે નમવું શરૂ કરે છે અને ટૂંક સમયમાં લગભગ કડક લંબગોળ માર્ગનું વર્ણન કરે છે. આવી મિસાઇલોનો મોટાભાગનો ફ્લાઇટ પાથ પૃથ્વીથી 1000 કિમીથી વધુની ઉંચાઇ પર રહેલો છે, જ્યાં વ્યવહારીક રીતે કોઈ હવા પ્રતિકાર નથી. લક્ષ્યની નજીક પહોંચીને, વાતાવરણ રોકેટની હિલચાલને ઝડપથી ધીમું કરવાનું શરૂ કરે છે, જ્યારે તેનો શેલ ખૂબ ગરમ થઈ જાય છે, અને જો પગલાં લેવામાં ન આવે તો, રોકેટ તૂટી શકે છે અને તેનો ચાર્જ અકાળે વિસ્ફોટ કરી શકે છે.

ઇન્ટરકોન્ટિનેન્ટલ બેલિસ્ટિક મિસાઇલનું પ્રસ્તુત વર્ણન જૂનું છે અને 60ના દાયકાના વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના વિકાસના સ્તરને અનુરૂપ છે, પરંતુ આધુનિક વૈજ્ઞાનિક સામગ્રીની મર્યાદિત પહોંચને કારણે, આધુનિક મિસાઇલની કામગીરીનું ચોક્કસ વર્ણન આપવું શક્ય નથી. અલ્ટ્રા-લોન્ગ રેન્જ ઇન્ટરકોન્ટિનેન્ટલ બેલિસ્ટિક મિસાઇલ. આ હોવા છતાં, કાર્ય તમામ રોકેટમાં સહજ સામાન્ય ગુણધર્મોને પ્રકાશિત કરે છે. વર્ણવેલ મિસાઇલોના વિકાસ અને ઉપયોગના ઇતિહાસથી પરિચિત થવા માટે કાર્ય પણ રસ ધરાવતું હોઈ શકે છે.

ડેરીબિન વી.એમ. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સંરક્ષણ કાયદા. - એમ.: શિક્ષણ, 1982.

ગેલ્ફર યા. સંરક્ષણ કાયદા. - એમ.: નૌકા, 1967.

શરીર કે. સ્વરૂપો વિનાનું વિશ્વ. - એમ.: મીર, 1976.

બાળકોના જ્ઞાનકોશ. – એમ.: યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સનું પબ્લિશિંગ હાઉસ, 1959.

પ્રથમ ઉપગ્રહના નિર્માતાઓમાંના એકે એકવાર કબૂલ્યું હતું કે 1957 માં, તે પછી શું એક મહાન કાર્ય પૂર્ણ થયું હતું તે તરત જ તેમને સમજાયું ન હતું. અને વાજબીતામાં તેણે કવિ વી. બ્રાયસોવનો ઉલ્લેખ કર્યો, જેમણે કહ્યું કે "પ્રત્યક્ષ રીતે સંકળાયેલા લોકો માટે ભવ્ય ઘટનાઓ લગભગ અગોચર છે: દરેક વ્યક્તિ તેમની આંખોની સામે ફક્ત એક જ વિગત જુએ છે, આખા અવલોકનનું પ્રમાણ, કદાચ, ઘણી બધી લોકો કોઈક રીતે ધ્યાન આપતા નથી, કે માનવતા "ચમત્કારોના યુગ" માં પ્રવેશી છે.

આપણે અવકાશ યુગના ચોથા દાયકામાં જ પ્રવેશી રહ્યા છીએ, પરંતુ આપણે પહેલેથી જ સંચાર અને હવામાન અવલોકન, નેવિગેશન અને જમીન અને સમુદ્ર પર મુશ્કેલીમાં રહેલા લોકોને મદદ કરવા માટે ઉપગ્રહ પ્રણાલી જેવા ચમત્કારોથી ટેવાયેલા છીએ જેણે સમગ્ર પૃથ્વીને આવરી લીધી છે. સંપૂર્ણપણે સામાન્ય તરીકે, અમે ભ્રમણકક્ષામાં લોકોના ઘણા મહિનાના કામ વિશેના અહેવાલો સાંભળીએ છીએ, ચંદ્ર પરના પગના નિશાનો, દૂરના ગ્રહોના ફોટોગ્રાફ્સ પોઈન્ટ-બ્લેન્ક, અથવા અવકાશયાન દ્વારા પ્રથમ વખત બતાવવામાં આવેલ ધૂમકેતુ ન્યુક્લિયસથી અમને આશ્ચર્ય થતું નથી. .

ખૂબ જ ટૂંકા ઐતિહાસિક સમયગાળામાં, અવકાશ વિજ્ઞાન આપણા જીવનનો એક અભિન્ન ભાગ બની ગયો છે, આર્થિક બાબતોમાં વિશ્વાસુ સહાયક અને આપણી આસપાસની દુનિયાનું જ્ઞાન બની ગયું છે. અને તેમાં કોઈ શંકા નથી કે પૃથ્વીની સંસ્કૃતિનો વધુ વિકાસ સમગ્ર પૃથ્વીની નજીકના અવકાશના વિકાસ વિના કરી શકતો નથી.

ઉદાહરણ તરીકે, ઘણા વૈજ્ઞાનિકો નજીકના અવકાશના સંસાધનોનો ઉપયોગ કરીને તોળાઈ રહેલા પર્યાવરણીય સંકટમાંથી બહાર નીકળવાનો માર્ગ જુએ છે. "તે સ્પષ્ટ છે કે અવકાશની સંભાવના એ બધી બીમારીઓ માટે રામબાણ નથી," અવકાશ વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રના અગ્રણી નિષ્ણાત કે. એરીક લખે છે, "આજે આપણા માટે ઉપલબ્ધ શસ્ત્રાગારમાં સૂચિત માર્ગ સૌથી અસરકારક તકો પૈકી એક છે આધુનિક સમાજ તરીકે માનવતાના અસ્તિત્વની બાંયધરી આપવી એ આપણા સમાજના સતત ઉત્ક્રાંતિના હેતુ માટે પણ જરૂરી છે અને પૃથ્વીની પ્રકૃતિને જાળવી રાખે છે, જે આપણી આસપાસના ઘણા પ્રકાશ વર્ષો સુધી વિસ્તરેલ છે."

અવકાશનું સંશોધન - આ "સમગ્ર માનવજાતનો પ્રાંત" - વધતી ગતિએ ચાલુ રહે છે. પહેલાથી શું પ્રાપ્ત થયું છે તેના પર પાછા જોતાં, અમે અમારા નવા નિવાસસ્થાનનો ઉપયોગ કરવાના આગામી તબક્કા માટે અંદાજિત તારીખો નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કરી શકીએ છીએ. લાંબા ગાળાની આગાહી કરવી વધુ જોખમી છે. પરંતુ આવા પ્રયાસો પણ જાણીતા છે. ભૌતિક અને ગાણિતિક વિજ્ઞાનના ડૉક્ટર JI. લેસ્કોવ, ઉદાહરણ તરીકે, સમગ્ર સહસ્ત્રાબ્દીની આગળ જુએ છે.

વૈજ્ઞાનિકના જણાવ્યા મુજબ, આગામી સદી પહેલા બાકી રહેલા વર્ષોમાં, અવકાશમાં પહેલા પાઇલટ-ઔદ્યોગિક અને પછી સુધારેલ સામગ્રીનું મોટા પાયે ઉત્પાદનનું આયોજન કરવામાં આવશે. ઊંડા શૂન્યાવકાશ અને વજનહીનતા સાથે વ્યવહારીક રીતે અમર્યાદિત ઊર્જા શક્યતાઓ, જે મુખ્યત્વે ઉદ્યોગપતિઓને અવકાશ તરફ આકર્ષે છે. જો કે, અસંખ્ય સાહસો અને કદાચ સમગ્ર ઉદ્યોગો, જેમ કે, રાસાયણિક, ધાતુશાસ્ત્ર, પરમાણુ...ના સૂચિત સ્થાનાંતરણ માટે અનન્ય તકનીકી પરિસ્થિતિઓ એકમાત્ર કારણ નથી.

આપણો ગ્રહ પહેલેથી જ ઔદ્યોગિક કચરાથી ભરાયેલો છે કે તેના વધુ વિસ્તરણથી સમગ્ર જીવમંડળ માટે વિનાશક પરિણામોનો ભય છે. અને પૃથ્વીના કાચા માલના ભંડાર એટલા મહાન નથી કે આપણે ભવિષ્યની ચિંતા કર્યા વિના શાંતિથી રહી શકીએ. તેથી, વધુ અને વધુ નિષ્ણાતો એવા નિષ્કર્ષ પર આવી રહ્યા છે કે પૃથ્વીની નજીકની જગ્યાનું વ્યાપક ઔદ્યોગિકીકરણ અનિવાર્ય છે. અવકાશ વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજી ભ્રમણકક્ષામાં વિવિધ તકનીકી પ્રક્રિયાઓ કેવી રીતે થાય છે તેનો અભ્યાસ ચાલુ રાખીને અને તે જ સમયે તેમના ઊર્જા પુરવઠા માટે પ્રોજેક્ટ્સ બનાવીને આ માટે તૈયારી કરી રહ્યા છે.

સમાન સમયગાળા માટે અવકાશ વિજ્ઞાનના વિકાસની આગાહી કરતા, અન્ય નિષ્ણાતો આ પ્રક્રિયામાં વિવિધ દિશાઓ પર ધ્યાન આપે છે. ઇન્ટરનેશનલ એકેડેમી ઑફ એસ્ટ્રોનોટિક્સના પ્રમુખ, જે. મુલર, ઉદાહરણ તરીકે, વિશ્વભરના લોકોને વ્યાપક માહિતી સેવાઓ માટે ઉપગ્રહ સંચારના આગામી વ્યાપક ઉપયોગ તરફ નિર્દેશ કરે છે. સોવિયેત વિદ્વાન વી. અવદુવેસ્કી તેની સાથે જોડાય છે. "માઈક્રોઈલેક્ટ્રોનિક્સ સાથે સ્પેસ ટેક્નોલૉજીનું જોડાણ," તે નોંધે છે, "અમને વૈશ્વિક સંચાર પ્રણાલીની નજીકના ભવિષ્યમાં એવા સબ્સ્ક્રાઇબર્સ સાથે વાત કરવાની મંજૂરી આપે છે કે જેઓ કોઈપણ ગ્રાઉન્ડ નોડ્સ સાથે "બંધાયેલ નથી" એટલે કે રચના વિશે એક જ માહિતી ક્ષેત્ર કે જેમાં દરેક વ્યક્તિ કોઈપણ સમયે અને વિશ્વમાં ગમે ત્યાં જોડાઈ શકે છે - વિશ્વની સૌથી મોટી બુક ડિપોઝિટરીઝના સંગ્રહમાંથી, હર્મિટેજ અને લૂવરના હોલ, જેમાં તેઓ કોઈપણ સમયે, કોઈપણ જાહેર અથવા ખાનગી મીટિંગની ફિલ્મ અને સંગીત પુસ્તકાલયોની "મુલાકાત લઈ શકે છે", સૂત્ર વાસ્તવિકતા બનશે: દરેક વ્યક્તિ માટે ઉચ્ચ શિક્ષણ જે તેને પ્રાપ્ત કરવા માંગે છે, કોઈપણ સંદર્ભ ડેટા મેળવવાની તકનો ઉલ્લેખ ન કરવો, ઓપરેશનલ મીટિંગ યોજવી..."

અવકાશ સંશોધનના આગલા તબક્કામાં જવા માટે, એલ. લેસ્કોવ માને છે કે, નવા, વધુ કાર્યક્ષમ વાહનો બનાવવાની જરૂર પડશે: એરોસ્પેસ એરક્રાફ્ટ, માનવ સંચાલિત અને સ્વચાલિત અવકાશયાન, ફરીથી વાપરી શકાય તેવા પ્રક્ષેપણ વાહનો, ભારે ઉપાડવાની ક્ષમતા સાથે આંતર-ભ્રમણકક્ષાના ટગ્સ...

21મી સદીના 20-50 ના દાયકામાં, સૂર્યપ્રકાશના વિશાળ પરાવર્તક અને સૌર સ્પેસ પાવર પ્લાન્ટ્સ ભ્રમણકક્ષામાં દેખાશે, અને આ પછી ચંદ્રના ઔદ્યોગિક વિકાસનો સમય આવશે. પછી વૈજ્ઞાનિક દાયકાઓ સુધી નહીં, પરંતુ સદીઓથી કાર્ય કરે છે. નીચેના તબક્કાઓમાં અવકાશમાં મોટા પાયે માળખાનું નિર્માણ, પૃથ્વી પર તેની ડિલિવરી સાથે બહારની દુનિયાના પદાર્થોનો ઉપયોગ, મંગળ અને શુક્રની પ્રકૃતિનો વિકાસ અને રૂપાંતર જેવા તબક્કાઓ સૂચિબદ્ધ છે.

આગળ શું છે? અને સૌથી અગત્યનું, એવા લોકોનું શું થશે જેઓ તેમના ગ્રહથી કાયમ માટે અલગ થઈ ગયા છે? સ્પેસ મેડિસિન અને બાયોલોજીના ક્ષેત્રના અગ્રણી નિષ્ણાતોમાંના એક, એકેડેમિશિયન ઓ. ગાઝેન્કો, અવકાશ પતાવટના બે દૃશ્યોને ધ્યાનમાં લે છે: સૂર્યમંડળની અંદર અને તેની સરહદોની બહાર.

જો, વૈજ્ઞાનિક માને છે કે, પૃથ્વી પર શક્ય તેટલું નજીકના અવકાશમાં નિવાસસ્થાન બનાવવાનું શક્ય છે, તો "ઇથરિયલ વસાહતો" ના કાયમી રહેવાસીઓની ઉત્ક્રાંતિ દેખીતી રીતે પૃથ્વીની જેમ જ આગળ વધશે. સાચું, એવી સંભાવના છે કે, કોસ્મિક કિરણોના પ્રભાવ હેઠળ, લોકોમાં રેન્ડમ વારસાગત ફેરફારો થશે, અને ઉત્ક્રાંતિનો આગળનો માર્ગ અણધારી બની જશે. સ્વાભાવિક રીતે, આ ત્યારે જ થઈ શકે છે જો તે સમય સુધીમાં રક્ષણના કોઈ વિશ્વસનીય માધ્યમો મળ્યા ન હોય.

વૈજ્ઞાનિક પણ આવા વિકલ્પને સ્વીકારે છે જ્યારે માણસના લાંબા ગાળાના ઉત્ક્રાંતિને નિર્ધારિત કરતું મુખ્ય પરિબળ રેડિયેશન નહીં, પરંતુ વજનહીનતા હશે. પછી લોકો, ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા તેમના પર "લાદવામાં આવેલી" કેટલીક શારીરિક લાક્ષણિકતાઓને ધીમે ધીમે ગુમાવતા, અલગ થઈ જશે - કદાચ, સ્પેનિશ કલાકાર અલ ગ્રીકોના ચિત્રોમાંના "અનિરૂપ" પાત્રો સમાન.

જો માનવતા પોતાને સૂર્યમંડળના વિજય સુધી મર્યાદિત ન કરે અને તેની સરહદોથી આગળ વધે, તો, શિક્ષણશાસ્ત્રી માને છે, સેંકડો પેઢીઓ પછી ગેલેક્સીના અનંત વિસ્તરણમાં પોતાને બુદ્ધિશાળી માણસોની અલગ વસાહતો દ્વારા વસવાટ કરવામાં આવશે, જે નોંધપાત્ર રીતે બંનેથી અલગ છે. અમે અને એકબીજા તરફથી.

પરંતુ શું વ્યક્તિ આવી અસામાન્ય જીવનશૈલી સાથે અનુકૂલન કરશે?

આ પુસ્તક યુવાનોને સંબોધવામાં આવ્યું છે, "જેઓ નિર્માણ કરવા માટે વાંચશે" - આ રીતે યુએ તેના વાચકોને સંબોધિત કર્યા. વર્ષો વીતી જશે, અને જેઓ હવે આ પૃષ્ઠો ફેરવી રહ્યા છે તેઓ આજના સપનાને સાકાર કરવાનું શરૂ કરશે. તે સાચું છે: "બિલ્ડ કરવા માટે વાંચો"!

પાઠ 4 માટેની પદ્ધતિ
"એસ્ટ્રોનોટિક્સની મૂળભૂત બાબતો"

પાઠનો હેતુ: એસ્ટ્રોનોટિક્સના સૈદ્ધાંતિક અને વ્યવહારુ પાયા વિશે જ્ઞાન વિકસાવવા.

શીખવાના ઉદ્દેશ્યો:

સામાન્ય શિક્ષણ: ખ્યાલોની રચના:

સૈદ્ધાંતિક અને વ્યવહારુ પૂર્વજરૂરીયાતો, કાર્યો અને અવકાશ સંશોધનની પદ્ધતિઓ પર;
- અવકાશશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્ર, ભૌતિકશાસ્ત્ર અને અન્ય કુદરતી અને ગાણિતિક વિજ્ઞાન અને તકનીક વચ્ચેના જોડાણ વિશે;
- અવકાશયાન વિશે - અવકાશયાન;
- જેટ રોકેટ એન્જિનના મુખ્ય પ્રકારો વિશે (સોલિડ પ્રોપેલન્ટ રોકેટ એન્જિન, લિક્વિડ પ્રોપેલન્ટ એન્જિન, ઇલેક્ટ્રિક પ્રોપલ્શન એન્જિન, ન્યુક્લિયર પ્રોપલ્શન એન્જિન);
- માર્ગો, ગતિ અને અવકાશયાનની હિલચાલની વિશેષતાઓ, આંતરગ્રહીય અને તારાઓ વચ્ચેની નેવિગેશનની વિશેષતાઓ વિશે.

શૈક્ષણિક: માનવ જ્ઞાનના ઇતિહાસ સાથેના તેમના પરિચય દરમિયાન વિદ્યાર્થીઓના વૈજ્ઞાનિક વિશ્વ દૃષ્ટિકોણની રચના. અવકાશ વિજ્ઞાનના વિકાસમાં રશિયન વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીની ઉત્કૃષ્ટ ભૂમિકાથી પરિચિત થવા સાથે દેશભક્તિનું શિક્ષણ. પોલિટેકનિક શિક્ષણ અને અવકાશ વિજ્ઞાનના વ્યવહારિક ઉપયોગ વિશે માહિતી પ્રસ્તુત કરવા માટે શ્રમ શિક્ષણ.

વિકાસલક્ષી: અવકાશયાનની ગતિનું વર્ણન કરવા માટે કોસ્મિક બોડીઝની ગતિના નિયમો, ત્સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્રો અને કોસ્મિક વેલોસીટીનો ઉપયોગ કરીને સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે કુશળતા વિકસાવવી.

વિદ્યાર્થીઓએ જ જોઈએ ખબર:

અવકાશ વિજ્ઞાન વિશે (વિષય, કાર્ય અને અવકાશ વિજ્ઞાન સંશોધનની પદ્ધતિઓ, અન્ય વિજ્ઞાન સાથે તેનું જોડાણ);
- અવકાશયાન વિશે: અવકાશયાનના મુખ્ય પ્રકારો, તેમની રચના અને લાક્ષણિકતાઓ;
- રોકેટ એન્જિનના મુખ્ય પ્રકારો, તેમની રચના અને લાક્ષણિકતાઓ વિશે
- Tsiolkovsky સૂત્ર, I, II, III કોસ્મિક વેગ (પૃથ્વી માટે) ના સૂત્રો અને મૂલ્યો;
- અવકાશયાનના ફ્લાઇટ માર્ગો અને તેમની ભ્રમણકક્ષાના આકાર અને ચળવળની ગતિ વચ્ચેના સંબંધ વિશે.

વિદ્યાર્થીઓએ જ જોઈએ માટે સમર્થ થાઓ: સ્પેસક્રાફ્ટ ગતિની લાક્ષણિકતાઓની ગણતરી કરવા માટે ત્સિઓલકોવ્સ્કી ફોર્મ્યુલા અને કોસ્મિક બોડીઝની ગતિના નિયમોના ઉપયોગ પર સમસ્યાઓ ઉકેલો.

વિઝ્યુઅલ એઇડ્સ અને પ્રદર્શનો:

ફિલ્મસ્ટ્રીપ્સ: "સ્પેસ ફ્લાઇટ મિકેનિક્સના તત્વો."
મૂવીઝ: "કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહો"; "સ્પેસ ફ્લાઇટ્સ".
કોષ્ટકો: "સ્પેસ ફ્લાઇટ્સ"; "અવકાશ સંશોધન".
ઉપકરણો અને સાધનો: ઉપગ્રહોની હિલચાલ દર્શાવવા માટેનું ઉપકરણ.

ગૃહકાર્ય:

1) પાઠ્યપુસ્તકની સામગ્રીનો અભ્યાસ કરો:
- બી.એ. વોરોન્ટસોવ-વેલ્યામિનોવા: §§ 14 (4), 16 (4).
- ઇ.પી. લેવિટન: §§ 7-11 (પુનરાવર્તન).
- એ.વી. ઝાસોવા, ઇ.વી. કોનોનોવિચ: § 11; કસરત 11 (3, 4)

2) વોરોન્ટસોવ-વેલ્યામિનોવ બી.એ. દ્વારા સમસ્યાઓના સંગ્રહમાંથી પૂર્ણ કાર્યો. : 174; 179; 180; 186.

3) "કોસ્મોનોટીક્સનો ઇતિહાસ" પાઠ માટે અહેવાલો અને સંદેશાઓ તૈયાર કરો.

પાઠ યોજના

સામગ્રી પ્રસ્તુત કરવા માટેની પદ્ધતિ

આ પાઠ એક વ્યાખ્યાનના સ્વરૂપમાં શ્રેષ્ઠ રીતે શીખવવામાં આવે છે, જે દરમિયાન વિદ્યાર્થીઓના "પૂર્વ-વૈજ્ઞાનિક" અવકાશયાત્રી જ્ઞાનનું વ્યવસ્થિતકરણ, સામાન્યીકરણ અને વિકાસ અને અવકાશ વિજ્ઞાન અને જેટ પ્રોપલ્શન પરની માહિતી, કુદરતી ઇતિહાસ, કુદરતી ઇતિહાસ અને ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમોમાં તેમના દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. શાળાના સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન, હાથ ધરવામાં આવે છે. મેન્યુઅલના લેખકોએ કૃત્રિમ ઉપગ્રહોની ભ્રમણકક્ષા અને ગતિ, ચંદ્ર પર અવકાશયાનની ફ્લાઇટ્સ અને આંતરગ્રહીય ફ્લાઇટ્સના સરળ માર્ગો વિશેના પ્રશ્નોના વિશ્લેષણ સુધી પોતાને મર્યાદિત કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે. અમે આ સામગ્રીને પૂરક બનાવવા અને તેને વિસ્તૃત કરવા, તેને સૈદ્ધાંતિક બનાવવા માટે જરૂરી માનીએ છીએ જેથી કરીને, તાલીમના પરિણામે, વિદ્યાર્થી અવકાશ વિજ્ઞાનના સૈદ્ધાંતિક અને વ્યવહારિક પાયાની સર્વગ્રાહી સમજ પ્રાપ્ત કરી શકે. સામગ્રીની રજૂઆત ભૌતિકશાસ્ત્રમાં અગાઉ અભ્યાસ કરેલી સામગ્રી પર આધારિત હોવી જોઈએ (શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સની મૂળભૂત બાબતો: ન્યૂટનના નિયમો, ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો, વેગના સંરક્ષણનો કાયદો, જેટ પ્રોપલ્શન) અને ખગોળશાસ્ત્ર (અસ્ટ્રોમેટ્રી અને અવકાશી મિકેનિક્સ: કેપ્લરના નિયમો, કોસ્મિક વિશેની માહિતી. વેગ, કોસ્મિક બોડીની ભ્રમણકક્ષા અને વિક્ષેપ). ઘરેલું વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીની સિદ્ધિઓ, રોકેટ વિજ્ઞાન અને અવકાશ વિજ્ઞાનના ઉદભવ, રચના અને વિકાસમાં રશિયન વૈજ્ઞાનિકોના યોગદાન પર વિદ્યાર્થીઓનું ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને શિક્ષણનું દેશભક્તિનું પાસું સમજાય છે. ઐતિહાસિક વિગતો ટાળવી જોઈએ અને પછીના પાઠ માટે સાચવવી જોઈએ.

કોસ્મોનોટિક્સ - બાહ્ય અવકાશમાં ફ્લાઇટ્સ; વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીની શાખાઓનો સમૂહ જે વિવિધ અવકાશયાન (SCAV): રોકેટ, કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહો (AES), સ્વચાલિત આંતરગ્રહીય સ્ટેશનો (AIS), અવકાશયાન (SC) નો ઉપયોગ કરીને બાહ્ય અવકાશ અને અવકાશ પદાર્થો અને તેમની સિસ્ટમોના સંશોધન અને વિકાસની ખાતરી કરે છે. , પૃથ્વી પરથી માનવસહિત અથવા નિયંત્રિત.

અવકાશ વિજ્ઞાનનો સૈદ્ધાંતિક પાયો આના દ્વારા રચાય છે:

1. ખગોળશાસ્ત્ર (એસ્ટ્રોમેટ્રી, અવકાશી મિકેનિક્સ અને એસ્ટ્રોફિઝિક્સ).

2. અવકાશ ફ્લાઇટનો સિદ્ધાંત - કોસ્મોડાયનેમિક્સ - અવકાશી મિકેનિક્સનો લાગુ ભાગ, ફ્લાઇટ ટ્રેજેકટ્રીઝનો અભ્યાસ, અવકાશયાન ભ્રમણકક્ષાના પરિમાણો વગેરે.

3. રોકેટરી, સ્પેસ રોકેટ, એન્જિન, કંટ્રોલ સિસ્ટમ, સંચાર અને માહિતી પ્રસારણ, વૈજ્ઞાનિક સાધનો વગેરે બનાવવાની વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી સમસ્યાઓના ઉકેલો પ્રદાન કરે છે.

4. અવકાશ જીવવિજ્ઞાન અને દવા.

મુખ્ય અને, અત્યાર સુધી, બાહ્ય અવકાશમાં પરિવહનનું એકમાત્ર સાધન રોકેટ છે. રોકેટ ગતિના નિયમો ક્લાસિકલ મિકેનિક્સના નિયમોના આધારે બનાવવામાં આવ્યા છે: ગતિશાસ્ત્ર અને ગતિશાસ્ત્ર (ન્યૂટનનો II કાયદો, વેગના સંરક્ષણનો કાયદો, વગેરે).

K. E. Tsiolkovsky નું સૂત્ર બાહ્ય પરિસ્થિતિઓની ક્રિયાને ધ્યાનમાં લીધા વિના બાહ્ય અવકાશમાં રોકેટની હિલચાલનું વર્ણન કરે છે અને રોકેટના ઊર્જા સંસાધનોની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે:

, - સિઓલકોવ્સ્કી નંબર,જ્યાં m 0 - પ્રારંભિક, m k એ રોકેટનું અંતિમ દળ છે, w એ રોકેટ (જેટ સ્ટ્રીમ સ્પીડ) ની સાપેક્ષમાં બહાર નીકળેલા સમૂહનો વેગ છે. g- મફત પતન પ્રવેગક.

ચોખા. 73

પ્રક્ષેપણ વાહન (LV) એ અવકાશમાં પેલોડ (AES, AMS, અવકાશયાન, વગેરે) લોન્ચ કરવા માટે એક બહુ-સ્તરીય બેલિસ્ટિક રોકેટ છે. પ્રક્ષેપણ વાહનો સામાન્ય રીતે 2-4 તબક્કાના રોકેટ હોય છે જે પેલોડ I - II (ફિગ. 73) ને એસ્કેપ વેગ આપે છે.

રોકેટ એન્જિન (આરએમ) એ રોકેટ માટે રચાયેલ જેટ એન્જિન છે અને ઓપરેશન માટે પર્યાવરણનો ઉપયોગ કરતું નથી. RD માં, માત્ર એન્જિનને પુરી પાડવામાં આવતી ઉર્જા (રાસાયણિક, સૌર, અણુ, વગેરે) ને એન્જિનના કાર્યકારી પ્રવાહીની ગતિશીલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવતી નથી, પરંતુ ટ્રેક્શનનું પ્રેરક બળ પણ સીધી રીતે બનાવવામાં આવે છે. એન્જિનમાંથી વહેતા કાર્યકારી પ્રવાહીના જેટની પ્રતિક્રિયાનું સ્વરૂપ. આમ, RD એ એન્જિન અને પ્રોપલ્શન ઉપકરણના સંયોજન જેવું છે.

ટેક્સીવેનો ચોક્કસ થ્રસ્ટ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: .

હાલમાં, માત્ર રાસાયણિક XRD નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

સોલિડ પ્રોપેલન્ટ રોકેટ એન્જિન (સોલિડ પ્રોપેલન્ટ રોકેટ મોટર) લગભગ 2000 વર્ષોથી ઉપયોગમાં લેવાય છે - રોકેટ આર્ટિલરીમાં વ્યાપકપણે અને અવકાશ વિજ્ઞાનમાં મર્યાદિત રીતે. સોલિડ પ્રોપેલન્ટ રોકેટ એન્જિનની થ્રસ્ટ રેન્જ ગ્રામથી લઈને સેંકડો ટન (શક્તિશાળી રોકેટ એન્જિન માટે) સુધીની હોય છે. ચાર્જના સ્વરૂપમાં બળતણ (શરૂઆતમાં - કાળો પાવડર, 19મી સદીના અંતથી - ધુમાડા વિનાનો પાવડર, 20મી સદીના મધ્યથી - વિશેષ રચનાઓ) સંપૂર્ણપણે કમ્બશન ચેમ્બરમાં મૂકવામાં આવે છે. શરૂ કર્યા પછી, બળતણ સંપૂર્ણપણે બળી જાય ત્યાં સુધી દહન ચાલુ રહે છે; તે ડિઝાઇન અને કામગીરીમાં સૌથી સરળ છે, પરંતુ તેમાં સંખ્યાબંધ ગેરફાયદા છે: નીચા ચોક્કસ થ્રસ્ટ, સિંગલ લોંચ વગેરે. તે યુએસએ (સ્કાઉટ, થોર, ટાઇટન), ફ્રાન્સ અને જાપાનમાં કેટલાક પ્રક્ષેપણ વાહનો પર સ્થાપિત થયેલ છે. તેનો ઉપયોગ બ્રેકિંગ, રેસ્ક્યૂ, સુધારાત્મક, વગેરે સિસ્ટમ્સ (ફિગ. 74) તરીકે પણ થાય છે.

લિક્વિડ રોકેટ એન્જિન (LPRE) એ રોકેટ એન્જિન છે જે લિક્વિડ રોકેટ ઇંધણ પર ચાલે છે. 1903 માં કે.ઇ. ત્સિઓલકોવ્સ્કી દ્વારા પ્રસ્તાવિત. આધુનિક અવકાશ તકનીકનું મુખ્ય એન્જિન. એક ગ્રામના અપૂર્ણાંકથી લઈને સેંકડો ટન સુધીનો ભાર. તેમના હેતુ મુજબ, લિક્વિડ પ્રોપેલન્ટ એન્જિનને મુખ્ય (પ્રોપલ્શન), બ્રેકિંગ, સુધારાત્મક વગેરેમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. નીચેનાનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થાય છે: ઓક્સિડાઇઝર્સ - લિક્વિડ ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન ટેટ્રોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ; જ્વલનશીલ પદાર્થો - કેરોસીન, હાઇડ્રેજિન, પ્રવાહી એમોનિયા, પ્રવાહી હાઇડ્રોજન. પ્રવાહી હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન (એલવી એનર્જિયા) (ફિગ. 75) નું સૌથી આશાસ્પદ સંયોજન.

ચોક્કસ થ્રસ્ટ વધારવા માટે, પરમાણુ ઊર્જાનો ઉપયોગ આશાસ્પદ છે. પરમાણુ રોકેટ એન્જિનના પ્રાયોગિક નમૂનાઓ ( યાર્ડ) યુએસએસઆર અને યુએસએમાં 60 ના દાયકાના મધ્યભાગથી વિકસાવવામાં આવી છે. હાલમાં, રશિયા એકમાત્ર એવું રાજ્ય છે કે જેની પાસે ટકાઉ પરમાણુ સંચાલિત રોકેટ લોન્ચર છે (ફિગ. 76).

વિકાસ ચાલુ રહે છે ઇલેક્ટ્રિક ટેક્સીવેઝ(EP) - ઇલેક્ટ્રોથર્મલ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, આયનીય. ઇલેક્ટ્રિક પ્રોપલ્શનના પ્રથમ પ્રાયોગિક નમૂનાઓ યુએસએસઆરમાં 1929-30માં બનાવવામાં આવ્યા હતા; હાલમાં, રશિયા અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં અવકાશયાન માટે ઓરિએન્ટેશન એન્જિન તરીકે ઇલેક્ટ્રિક પ્રોપલ્શન એન્જિનનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રોપલ્શન આયન એન્જિન એએમએસ પર ઇન્સ્ટોલ કરેલું છે, જે 90 ના દાયકાના અંતમાં લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું. યુએસએમાં (ફિગ. 77).

અવકાશ ફ્લાઇટ મિકેનિક્સના દૃષ્ટિકોણથી, ટેક્સીવે આમાં વહેંચાયેલા છે:

1. મર્યાદિત એક્ઝોસ્ટ સ્પીડ w » 3 - 30 km/s સાથે પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ્સ, જેટ સ્ટ્રીમ (રાસાયણિક, પરમાણુ, વગેરે) ના ઉચ્ચતમ તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેઓ વાતાવરણમાં ટૂંકા સમય (મિનિટ, સેકન્ડ) માટે કાર્ય કરે છે અને ફ્લાઇટ ટ્રેજેક્ટરીના નાના સક્રિય વિભાગો (સેંકડો કિમી)માં શૂન્યાવકાશ કરે છે.

2. અલગ ઉર્જા સ્ત્રોત સાથે મર્યાદિત પાવર સિસ્ટમ્સ કે જેના પર તેમની કાર્યક્ષમતા આધાર રાખે છે (ઇલેક્ટ્રિક, વગેરે).

3. મર્યાદિત થ્રસ્ટ (સેલિંગ અને રેડિયોઆઈસોટોપ) સાથે સિસ્ટમો.

સક્રિય ફ્લાઇટ તબક્કાઓ દરમિયાન, અવકાશયાનની હિલચાલ તેના એન્જિનના સંચાલન પર આધારિત છે; ગતિના નિષ્ક્રિય વિભાગોમાં, અવકાશયાનની ગતિ કોસ્મિક બોડી, પ્રકાશ દબાણ અને સૌર પવનના આકર્ષણના દળો દ્વારા અને વાતાવરણના ઉપરના સ્તરોમાં - એરોડાયનેમિક ઘર્ષણ દળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.

અવકાશયાનની નિષ્ક્રિય ગતિની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ 2-બોડીની સમસ્યાને હલ કરીને નક્કી કરી શકાય છે.

વિશાળ કોસ્મિક બોડીના કેન્દ્રીય ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં, અવકાશયાન કેપ્લરિયન ભ્રમણકક્ષામાં ફરે છે અને:

1. જ્યારે અવકાશયાનની પ્રારંભિક ગતિ u 0 = 0 હોય અને અવકાશયાન ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્ર તરફ એકસરખી રીતે પ્રવેગિત થાય ત્યારે અવકાશયાનનો માર્ગ રેક્ટીલીનિયર હોય છે.

2. જ્યારે પ્રારંભિક ગતિ ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્ર તરફના ખૂણા પર નિર્દેશિત થાય છે ત્યારે અવકાશયાન લંબગોળ માર્ગ સાથે આગળ વધે છે. પૃથ્વીની આસપાસ લંબગોળ ભ્રમણકક્ષામાં, તેના ઉપગ્રહો, આધુનિક અવકાશયાન અને ભ્રમણકક્ષાના સ્ટેશનો તેમજ અવકાશયાન તેઓ જે ગ્રહોનો અભ્યાસ કરે છે તે ગ્રહોની આસપાસ ફરે છે.

3. u 0 = u II પર પેરાબોલિક માર્ગ સાથે, જ્યારે અવકાશમાં અનંત દૂરના બિંદુએ અવકાશયાનની અંતિમ ગતિ શૂન્ય હોય છે.

4. હાયપરબોલિક ટ્રેજેકટ્રીઝ (u 0 > u II) સાથે, ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રથી ખૂબ જ અંતરે રેક્ટિલિનિયરથી લગભગ અસ્પષ્ટ.

આંતરગ્રહીય ફ્લાઇટના માર્ગો આકાર, ઉડાનનો સમયગાળો, ઉર્જા ખર્ચ અને અન્ય પરિબળોમાં અવકાશ ફ્લાઇટના હેતુ અને લાક્ષણિકતાઓને આધારે અલગ પડે છે. એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે અવકાશયાન લગભગ ક્યારેય સીધી રેખામાં આગળ વધતું નથી: તેમની હિલચાલની ગતિ (કેટલાક આદર્શ કેસો સિવાય) એ કોસ્મિક બોડીની ભ્રમણકક્ષાને જોડતા બીજા ક્રમ (વર્તુળો, અંડાકાર, પેરાબોલાસ અને હાયપરબોલાસ) ના વળાંકોના ભાગો છે. અથવા શરીર પોતે.

આંતરગ્રહીય ઉડાન માર્ગના 3 નિષ્ક્રિય વિભાગો છે: 1) પૃથ્વીના "કાર્યના ક્ષેત્ર" ની અંદર, જેમાં અવકાશયાનની ગતિ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે; 2) પૃથ્વીના પ્રભાવના ક્ષેત્રની સીમાથી કોસ્મિક બોડીના પ્રભાવના ક્ષેત્રની સીમા સુધી - ફ્લાઇટનું લક્ષ્ય, સૌથી લાંબી અને સૌથી વધુ સતત, જેના પર અવકાશયાનની હિલચાલ આકર્ષણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સૂર્યનું; 3) કોસ્મિક બોડીની ક્રિયાના ક્ષેત્રમાં - ફ્લાઇટનો હેતુ.

ઉપર પહેલેથી જ નોંધ્યું હતું કે પૃથ્વીના પ્રભાવના ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળવા માટે, અવકાશયાનની ઝડપ u > u II હોવી જોઈએ; . કૃત્રિમ ઉપગ્રહની ભ્રમણકક્ષામાં સ્થિત અવકાશયાનને પૃથ્વીના પ્રભાવના ક્ષેત્રને છોડવા માટે જે વધારાની ગતિ પ્રાપ્ત કરવી જોઈએ તેને બહાર નીકળવાની ગતિ કહેવામાં આવે છે. વી. , ક્યાં આર- કોસ્મિક બોડીથી અંતર, આર dÅ - પૃથ્વીના પ્રભાવના ક્ષેત્રની ત્રિજ્યા ( આર dÅ = 925000 કિમી).

પૃથ્વીની સપાટી પરથી અવકાશયાન લોન્ચ કરતી વખતે, તે ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે:

1) તેની ધરીની આસપાસ પૃથ્વીના પરિભ્રમણની ગતિ અને દિશા;
2) સૂર્યની આસપાસ પૃથ્વીના પરિભ્રમણની ગતિ અને દિશા (u Å = 29.785 km/s).

પૃથ્વીની તેની ધરીની આસપાસ પરિભ્રમણની દિશાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરતા ઉપગ્રહોને લોન્ચ કરવા ખૂબ જ મુશ્કેલ છે, જેના માટે મોટા ઉર્જા ખર્ચની જરૂર પડે છે; ગ્રહણ સમતલમાં ન હોય તેવા માર્ગ સાથે અવકાશયાન લોન્ચ કરવું વધુ મુશ્કેલ છે.

જો બહાર નીકળવાની ગતિ પૃથ્વીની ગતિની ગતિ સાથે દિશામાં એકરુપ હોય v Å, અવકાશયાનની ભ્રમણકક્ષા, પેરીહેલિયન સિવાય, પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાની બહાર આવેલી છે (ફિગ. 79c).
ઝડપની વિરુદ્ધ દિશામાં u વીસ્પેસક્રાફ્ટની ભ્રમણકક્ષા, એફિલિઅનને બાદ કરતાં, પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાની અંદર આવેલી છે (ફિગ. 79a).
સમાન દિશા અને વેગની સમાનતા સાથે u વી= u Å અવકાશયાનની ભ્રમણકક્ષા સીધી બને છે, જેની સાથે અવકાશયાન લગભગ 64 દિવસ સુધી સૂર્ય પર પડશે (ફિગ. 79d).
જ્યારે યુ વી= 0, અવકાશયાનની ભ્રમણકક્ષા પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષા સાથે એકરુપ છે (ફિગ. 79b).

ઊંચી ઝડપ u વીઅવકાશયાન, તેની લંબગોળ ભ્રમણકક્ષાની વિલક્ષણતા વધારે છે. પ્રમાણમાં સરળ ગણતરીઓ દ્વારા મૂલ્ય નક્કી કરવામાં આવે છે v માં, બાહ્ય અથવા આંતરિક ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષામાં આવેલા અવકાશયાનની ભ્રમણકક્ષાના પેરિહેલિયન અથવા એફિલિઅન માટે જરૂરી, .

પૃથ્વી અને કોસ્મિક બોડીની ભ્રમણકક્ષાને વારાફરતી સ્પર્શ કરતી અવકાશયાનની ફ્લાઇટ ટ્રેજેક્ટરીઝ - આંતરગ્રહીય ઉડાનનાં લક્ષ્યો - કહેવામાં આવે છે Hohmann માર્ગો(જર્મન વૈજ્ઞાનિક ડબલ્યુ. હોમનના માનમાં જેમણે તેમની ગણતરી કરી હતી).

બાહ્ય ગ્રહો માટે: . આંતરિક ગ્રહો માટે: , ક્યાં આર- સૂર્યથી ગ્રહોના શરીરનું સરેરાશ અંતર.

હોમન માર્ગ સાથે ફ્લાઇટનો સમયગાળો સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે: સરેરાશ સન્ની દિવસ.

હોહમેન માર્ગનો ઉપયોગ કરીને આંતરગ્રહીય ફ્લાઇટના માર્ગની ગણતરી કરતી વખતે, પૃથ્વી, સૂર્ય અને લક્ષ્ય ગ્રહની સંબંધિત સ્થિતિ (પ્રારંભિક ગોઠવણી), તેમની ભ્રમણકક્ષામાં ગ્રહોની હિલચાલની લાક્ષણિકતાઓ અને લક્ષણો ધ્યાનમાં લેવા જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૌથી ટૂંકા હોહમેન માર્ગ સાથે મંગળની ફ્લાઇટ માત્ર 69.9 ડી, ગુરુ સુધી - 1.11 વર્ષ, પ્લુટો માટે - 19.33 વર્ષ લેશે. જો કે, પૃથ્વી, સૂર્ય અને આ ગ્રહોની વાસ્તવિક શ્રેષ્ઠ પરસ્પર સ્થિતિ અત્યંત ભાગ્યે જ જોવા મળે છે, અને ફ્લાઇટનો સમય ઘટાડવા માટે યુ.એસ.માં વધારો કરવો જરૂરી છે. વી, જેને વધારાના ઉર્જા વપરાશની જરૂર છે. તેથી, અન્ય કારણોની વચ્ચે, સૂર્યમંડળના ગ્રહો પર માનવસહિત ઉડાનો વધુ ખર્ચાળ છે અને અવકાશયાનનો ઉપયોગ કરીને આ ગ્રહોનું અન્વેષણ કરવા કરતાં વધુ મુશ્કેલ છે, જે સૌથી વધુ આર્થિક માર્ગ સાથે વર્ષો સુધી તેમના લક્ષ્યો સુધી ઉડી શકે છે. ગ્રહો અને સૂર્યના વિક્ષેપના પ્રભાવને ધ્યાનમાં લેતા, AWS અને અવકાશયાનમાં ગતિના માર્ગને સમાયોજિત કરવા માટે એન્જિન હોવું આવશ્યક છે.

લક્ષ્ય ગ્રહની ક્રિયાના ક્ષેત્રમાં પહોંચ્યા પછી, તેની આસપાસ લંબગોળ અથવા ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં પ્રવેશવા માટે, અવકાશયાનએ આપેલા ગ્રહ માટે તેની ગતિને II કોસ્મિક કરતાં ઓછી કિંમત સુધી ઘટાડવી જોઈએ.

આંતરગ્રહીય નેવિગેશનમાં, સૂર્યમંડળના ગ્રહોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં અવકાશયાનના દાવપેચનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

જ્યારે વિશાળ કોસ્મિક બોડીના કેન્દ્રીય ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં આગળ વધે છે, ત્યારે અવકાશયાન આ શરીરમાંથી એક આકર્ષક બળને આધીન હોય છે, જે અવકાશયાનની હિલચાલની ગતિ અને દિશા બદલી નાખે છે. અવકાશયાનના પ્રવેગની દિશા અને તીવ્રતા અવકાશયાન કોસ્મિક બોડીથી કેટલી નજીક ઉડે છે અને આ શરીરના ક્રિયાના ક્ષેત્રમાં અવકાશયાનના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાની દિશાઓ વચ્ચેના કોણ j પર આધાર રાખે છે.

અવકાશયાનની ગતિ આના દ્વારા બદલાય છે:

અવકાશયાન કોસ્મિક બોડીથી ન્યૂનતમ અંતરે પસાર થતા માર્ગ સાથે આગળ વધતી વખતે સૌથી વધુ પ્રવેગક પ્રાપ્ત કરે છે, જો અવકાશયાનની ક્રિયાના ક્ષેત્રમાં પ્રવેશવાની ગતિ આ શરીરની સપાટી પર I કોસ્મિક ગતિ u I જેટલી હોય, જ્યારે .

ચંદ્રની આસપાસ ઉડતી વખતે, અવકાશયાન તેની ઝડપ 1.68 કિમી/સેકન્ડ વધારી શકે છે, જ્યારે શુક્રની આસપાસ ઉડતી વખતે - 7.328 કિમી/સેકન્ડ, ગુરુની આસપાસ ઉડતી વખતે - 42.73 કિમી/સે. પેરિએપ્સિસ પસાર કરતી વખતે એન્જિન ચાલુ કરીને અવકાશયાન ગ્રહના પ્રભાવના ક્ષેત્રને જે ઝડપે છોડે છે તે નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે.

ફિગ માં. 80-81 આંતરગ્રહીય ફ્લાઇટ્સના કેટલાક ગણતરી કરેલ માર્ગો દર્શાવે છે.

ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ માટે, અવકાશયાન 9 × 10 12 કિમી જેટલું સૂર્યના પ્રભાવના ક્ષેત્રની બહાર જવું જોઈએ. ઇન્ટરસ્ટેલર અંતર પ્રચંડ છે: નજીકનો તારો 270,000 AU છે; સૂર્યની આસપાસ વર્ણવેલ ત્રિજ્યા 10 પીસીના ગોળામાં માત્ર 50 જેટલા તારા છે.

હાલમાં, અવકાશયાન પાયોનિયર 10 અને 11 અને વોયેજર 1 અને 2 સૂર્યમંડળની બહારની ઉડાન પર ઉપડ્યા છે, જે હજારો વર્ષોમાં 1 પ્રકાશ વર્ષના અંતરે જશે.

હાલના અને આશાસ્પદ પ્રકારના રોકેટ એન્જીન ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ્સ માટે યોગ્ય નથી અથવા ઓછા ઉપયોગમાં લેવાતા નથી, કારણ કે તેઓ અવકાશયાનને પ્રકાશની ઝડપ 0.1 કરતા વધુ ઝડપે વેગ આપી શકતા નથી. સાથે .

નજીકના તારાઓ માટે, "ઉલટાવી શકાય તેવું મૃત્યુ" (હાઇબરનેશન) અથવા પેઢીઓના પરિવર્તનની સ્થિતિમાં ક્રૂ સાથે યોગ્ય ગ્રહોને વસાહત કરવાના હેતુથી ઓટોમેટિક ઇન્ટરસ્ટેલર પ્રોબ્સ (AIS) અથવા માનવ સંચાલિત ઉડાનોની માત્ર એક-માર્ગી ફ્લાઇટ્સ શક્ય છે. જહાજની અંદર, જેમાં ઘણી બધી સમસ્યાઓને માત્ર ટેકનિકલ, પણ નૈતિક, મનોવૈજ્ઞાનિક, જૈવિક સમસ્યાઓનું નિરાકરણ જરૂરી છે (ક્રૂ ક્યારેય પૃથ્વી પર પાછા ફરશે નહીં; પેઢીઓના પરિવર્તન દરમિયાન તેમના મોટાભાગના જીવન અથવા તો તેમનું આખું જીવન પણ અંદર વિતાવવું પડશે. જહાજ; અવકાશયાનની સંપૂર્ણ બંધ ઇકોસિસ્ટમ બનાવવી જરૂરી છે, વગેરે); પ્રક્ષેપણ પહેલાં જ, પાર્થિવ ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનોએ તારાની નજીકના જીવન માટે અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ સાથે પાર્થિવ ગ્રહોના અસ્તિત્વની ખાતરી આપવી જોઈએ - ફ્લાઇટનું લક્ષ્ય (અન્યથા ફ્લાઇટ તેનો અર્થ ગુમાવે છે).

આધુનિક અવકાશ વિજ્ઞાનનું "વાદળી સ્વપ્ન" એ w = સાથે સૈદ્ધાંતિક રીતે આદર્શ ક્વોન્ટમ (ફોટન) રોકેટ લોન્ચર છે. c - ગેલેક્સી (ફિગ. 78) ની અંદર ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ્સ માટે યોગ્ય એકમાત્ર.

સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંત (GTR)માં પ્રકાશની ઝડપની નજીકની ઝડપે ભૌતિક શરીરની ગતિવિધિને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, જે કોઈપણ ભૌતિક પ્રક્રિયાઓના અવકાશ-સમયની પેટર્નનો અભ્યાસ કરે છે.

સામાન્ય સાપેક્ષતાના માળખામાં, ત્સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્રનું સામાન્યીકરણ થાય છે અને તે સ્વરૂપ લે છે: ,

જ્યાં z- સિઓલકોવ્સ્કી નંબર, m 0 - પ્રારંભિક, m 1 એ અવકાશયાનનો અંતિમ સમૂહ છે, u 1 એ પૃથ્વીના સંદર્ભ ફ્રેમમાં અવકાશયાનની અંતિમ ગતિ છે, w એ જહાજની તુલનામાં જેટ પ્રવાહની ગતિ છે.

ફોટોન સ્ટારશિપ પણ w = પર પ્રકાશની ઝડપે પહોંચી શકતી નથી c કારણ કે: .

આધુનિક વિજ્ઞાન અનુસાર, પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપે ઉડાન કોઈપણ ભૌતિક પદાર્થો માટે અશક્ય છે. જો કે (સૈદ્ધાંતિક રીતે) સ્ટારશિપ પ્રકાશની ઝડપની નજીકની ઝડપે મુસાફરી કરી શકે છે.

ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ માટે સંભવિત વિકલ્પો:

1. 3 તબક્કામાં ફ્લાઇટ: અવકાશયાનને મહત્તમ ઝડપે પ્રવેગિત કરવું; એન્જિન સાથે કોસ્ટિંગ ફ્લાઇટ બંધ; શૂન્ય ગતિએ બ્રેક મારવી.
2. સતત પ્રવેગ સાથે 2 તબક્કામાં ફ્લાઇટ: ફ્લાઇટના પહેલા ભાગમાં અવકાશયાન પ્રવેગ સાથે ઝડપ વધારે છે g~ gÅ= 10 m/s 2 અને પછી સમાન પ્રવેગ સાથે બ્રેક મારવાનું શરૂ કરે છે.

સામાન્ય સાપેક્ષતાના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો અનુસાર, અવકાશયાનમાં સવાર નિરીક્ષક માટે, જ્યારે પ્રકાશની ઝડપની નજીક પહોંચે છે, ત્યારે તમામ ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ એક પરિબળ દ્વારા ધીમી પડી જશે, અને અવકાશયાનની ગતિની દિશા સાથેનું અંતર ઘટશે. સમાન રકમ: જગ્યા અને સમય, જેમ કે તે હતા, "સંકુચિત" છે. વહાણના સંદર્ભ ફ્રેમમાં તે સ્થિર હશે, પરંતુ પૃથ્વી અને ફ્લાઇટ લક્ષ્યની તુલનામાં તે u £ ની ઝડપે આગળ વધશે. c.

પોતાના (જહાજ) ફ્લાઇટનો સમય અને પૃથ્વી પર પ્રક્ષેપણની ક્ષણથી વીતી ગયેલા સ્વતંત્ર સમયની ગણતરી વિવિધ સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: , ક્યાં અને - હાઇપરબોલિક કોસાઇન અને હાઇપરબોલિક સાઇન ફંક્શન્સ, આર- ફ્લાઇટ લક્ષ્ય સુધીનું અંતર.

સતત પ્રવેગક સાથે g= 10 m/s 2 સેન્ટૌરી તારા તરફની ઉડાન વહાણની ઘડિયાળ અનુસાર 3.6 વર્ષ, પૃથ્વીની ઘડિયાળ અનુસાર 4.5 વર્ષ લેશે; ગેલેક્સીના કેન્દ્ર તરફની ફ્લાઇટ જહાજની ઘડિયાળ અનુસાર લેશે ટી કે= 19.72 વર્ષ, પૃથ્વી અનુસાર ટી Å= 27000 વર્ષ; M31 ગેલેક્સી (“એન્ડ્રોમેડા નેબ્યુલા”), સર્પાકાર તારાવિશ્વોની સૌથી નજીકની ફ્લાઇટ તે મુજબ લેશે ટી કે= 28 વર્ષ અને ટી Å= 3.5 મિલિયન વર્ષ!

"ટ્વીન પેરાડોક્સ" અનુસાર ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ્સ માટે આ કિંમત છે: અવકાશયાત્રીઓ કે જેમણે અડધા ગેલેક્સીની આસપાસ ઉડાન ભરી છે અને દસ વર્ષ જૂના છે તેઓ પ્રક્ષેપણ પછી હજારો અને લાખો વર્ષો પછી પૃથ્વી પર પાછા આવશે. દૂરના ભૂતકાળથી ભવિષ્યની દુનિયામાં આવશ્યકપણે "વન-વે ફ્લાઇટ" થી પાછા ફરતા એલિયન્સની સંપૂર્ણ નૈતિક સમસ્યાઓ ઉપરાંત, અવકાશયાત્રીઓ દ્વારા આપવામાં આવતી માહિતીના મૂલ્યની એક મહત્વપૂર્ણ સમસ્યા ઊભી થાય છે: ફ્લાઇટ દરમિયાન, વિજ્ઞાન પૃથ્વી પર સ્થિર નથી!

ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ્સની ઉર્જા સમસ્યાઓ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે: જો આંતરગ્રહીય માનવીય ઉડાન પૃથ્વી - મંગળની બીજી કોસ્મિક ગતિ પ્રાપ્ત કરવી હોય, તો ઊર્જા લગભગ 8.4 × 10 9 kW × h (100 ની ક્ષમતાવાળા પાવર પ્લાન્ટ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે) ખર્ચવામાં આવશે. 8.5 કલાકમાં MW), પછી અવકાશયાનને 0.2 સુધી વેગ આપવા માટે સાથે જરૂરી ઉર્જા 10 15 kW × h છે - પૃથ્વીના પાવર પ્લાન્ટ્સ દ્વારા 10 વર્ષમાં ઉત્પન્ન થતી તમામ ઊર્જા. સ્પીડમાં 0.4 સેકન્ડનો વધારો 100% એન્જિન કાર્યક્ષમતા સાથે ઊર્જા વપરાશમાં 16 ગણો વધારો કરે છે! થર્મોન્યુક્લિયર રોકેટ એન્જિન માટે ઇંધણ અનામત અવકાશયાનના દળના 99% જેટલું હશે. ફોટોન સ્ટારશીપની એક જ ઉડાન માટે એન્ટિમેટરના સંશ્લેષણ માટે એટલી ઊર્જાની જરૂર પડે છે કે આધુનિક વિજ્ઞાન સૂર્યમંડળમાં તેના સ્ત્રોતને સૂચવી શકતું નથી.

આમ, ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો અનુસાર, પૃથ્વીની સંસ્કૃતિના વિકાસના વર્તમાન સ્તરે, આંતર તારાઓની માનવ અવકાશયાન ફ્લાઇટ્સ વ્યવહારીક રીતે અશક્ય છે. ઇન્ટરસ્ટેલર માનવરહિત એએમએસ દ્વારા નજીકના તારાઓનો અભ્યાસ તદ્દન શક્ય છે (હાલમાં યુએસએ અને રશિયામાં, 21મી સદીના મધ્યમાં એએમએસથી પ્રોક્સિમા સેંટૌરી, બર્નાર્ડ્સ સ્ટાર અને અન્ય કેટલીક વસ્તુઓ શરૂ કરવા માટે પ્રોજેક્ટ્સ વિકસાવવામાં આવી રહ્યા છે). ઘણા દસ ટન પેલોડ માસ સાથે AMZs 0.1-0.2 ની ઝડપે વેગ આપશે સાથે સૌર, રેડિયોઆઈસોટોપ અથવા થર્મોન્યુક્લિયર રોકેટ એન્જિન, ફ્લાઇટનો સમય દસ અથવા તો સેંકડો વર્ષ હશે.

અભ્યાસ કરેલ સામગ્રીને સમસ્યાઓ હલ કરવા દરમિયાન એકીકૃત કરવામાં આવે છે:

વ્યાયામ 10:

1. સૂર્ય કરતાં પ્લુટો પર અવકાશયાન મોકલવાનું શા માટે સરળ છે?

2. શું તે શક્ય છે, 60 ના દાયકાની વિજ્ઞાન સાહિત્યમાં પ્રિય પરિસ્થિતિ, જ્યારે નિષ્ફળ એન્જિન સાથેનું અવકાશયાન આકર્ષાય છે અને સૂર્યમાં પડે છે?

3. કોસ્મોડ્રોમ્સ શોધવાનું ક્યાં અને શા માટે વધુ ફાયદાકારક છે: ધ્રુવો પર અથવા પૃથ્વીના વિષુવવૃત્ત પર?

4. અવકાશયાન સૂર્યમંડળમાંથી કેટલી ઝડપે નીકળે છે તે નક્કી કરો. નજીકના તારા સુધી ઉડવામાં કેટલો સમય લાગશે?

5. ફ્લાઇટ ટ્રેજેક્ટરીના નિષ્ક્રિય ભાગમાં અવકાશયાનની અંદર વજનહીનતા શા માટે થાય છે?

6. ગુરુની આસપાસ ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં ફરતા AMS ની ઝડપ કેટલી છે: a) 2000 km; b) ગ્રહથી 10,000 કિ.મી.

7. સોવિયેત અવકાશયાન "માર્સ-2" અને "માર્સ-3" ની ઉડાન દરમિયાન, 21 નવેમ્બરે મંગળ પર પહોંચેલા, પૃથ્વી, સૂર્ય અને મંગળની રૂપરેખાંકન દોરો, તેમની ભ્રમણકક્ષાને ગોળાકાર ગણીને, 1971 અને ડિસેમ્બર 2, 1971 192 અને 188 દિવસની ઉડાન પછી, જો 10 ઓગસ્ટ, 1971 ના રોજ ગ્રહોનો વિરોધ થયો.

અનુસાર વી.વી. રૅડઝિવેસ્કીએ શિક્ષકો અને વિદ્યાર્થીઓનું ધ્યાન "અવકાશના સક્રિય સંશોધનના સંબંધમાં ખગોળશાસ્ત્રના પ્રચંડ વ્યવહારુ મહત્વ તરફ, પર્યાવરણીય પ્રદૂષણની પર્યાવરણીય સમસ્યાઓના નિરાકરણમાં અવકાશ વિજ્ઞાનની ભૂમિકા તરફ દોરવું જોઈએ (અવકાશમાં હવા-પ્રદૂષિત સાહસોનું સ્થાનાંતરણ, મુક્તિ. અવકાશમાં જોખમી ઔદ્યોગિક કચરો, વસ્તી વિષયક સંભાવનાઓ) ... પ્રોગ્રામમાં જ એસ્ટ્રોનોટિક્સના તત્વોને મજબૂત કરવા જરૂરી છે, પ્રશ્નો રજૂ કરો: 2-બોડી સમસ્યામાં ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો (પ્રાથમિક નિષ્કર્ષ)...

60-80 ના દાયકામાં, સોવિયેત યુનિયનની શાળાઓમાં એડી દ્વારા એક વૈકલ્પિક અભ્યાસક્રમ શીખવવામાં આવતો હતો. માર્લેન્સ્કી "કોસ્મોનાટિક્સના ફંડામેન્ટલ્સ" (IX ગ્રેડ, તાલીમના 70 કલાક, દર અઠવાડિયે 2 કલાક). તેની રચના, સામગ્રી અને પાઠ આયોજન વિશેની માહિતી ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્રના આધુનિક શિક્ષકને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્રના પાઠ (ખાસ કરીને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ગણિતના વર્ગોમાં) અને અભ્યાસેતર પ્રવૃત્તિઓમાં સંબંધિત સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવા માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે:

1) અવકાશ વિજ્ઞાનનો ઇતિહાસ(2 કલાક) (પ્રથમ વિચિત્ર અવકાશ ઉડાન પ્રોજેક્ટ્સ. K.E. ત્સિઓલકોવસ્કી - વૈજ્ઞાનિક અવકાશ વિજ્ઞાનના સ્થાપક. રોકેટ ટેકનોલોજીના વિકાસના મુખ્ય તબક્કાઓ. પ્રથમ સોવિયેત ઉપગ્રહનું પ્રક્ષેપણ અને અવકાશ યુગની શરૂઆત. અવકાશમાં માનવ ઉડાન ).

2) ચળવળ અને રોકેટની ડિઝાઇન(4 કલાક) (રોકેટનો સિદ્ધાંત. ચલ સમૂહના શરીરના મિકેનિક્સનો ખ્યાલ. ત્સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્ર. સિંગલ-સ્ટેજ રોકેટના મુખ્ય ભાગો અને સંખ્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓ. મલ્ટિ-સ્ટેજ રોકેટ. રોકેટ એન્જિન અને ઇંધણ). વેગના સંરક્ષણના કાયદાનું પુનરાવર્તન કરીને પ્રારંભ કરો; તેના આધારે, રોકેટમાંથી સિંગલ-પલ્સ માસ ઇજેક્શનનું વિશ્લેષણ કરો. ક્રમિક ઇજેક્શનની શ્રેણીને ધ્યાનમાં લો અને બતાવો કે યુનિડાયરેક્શનલ ઇજેક્શન દરમિયાન રોકેટની પરિણામી ઝડપ દરેક માસ ઇજેક્શન સાથે મેળવેલા વેગના સરવાળા જેટલી હોય છે. ત્સિઓલકોવ્સ્કીના સૂત્રની જાણ કરો (વિગતવાર નિષ્કર્ષ વિના, પરંતુ ભૌતિક અર્થ અને સંબંધિત સમસ્યાઓના ઉકેલના વિગતવાર વિશ્લેષણ સાથે). પ્રતિક્રિયાશીલ બળના આધારે ગતિશાસ્ત્રના નિયમોના દૃષ્ટિકોણથી રોકેટની હિલચાલને ધ્યાનમાં લો. વહેતા પાણીના જેટના ઉદાહરણોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે પ્રતિક્રિયાશીલ બળની ઘટના દર્શાવો અને બતાવો કે થ્રસ્ટ ફોર્સને કેવી રીતે બદલી શકાય છે (ઇન્સ્ટોલેશનનો આકૃતિ આપવામાં આવેલ છે). સિંગલ-સ્ટેજ અને મલ્ટિ-સ્ટેજ લૉન્ચ વાહનોની સંખ્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓથી વિદ્યાર્થીઓને પરિચિત કરવા. વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ સાથે રોકેટ પ્રોજેક્ટ્સ વિકસાવવા માટે (ઘરે) ઓફર કરો, તેમને આગલા પાઠમાં ડિસએસેમ્બલ કરો. આર.ડી.ના કાર્યનો સામાન્ય રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. તેમની ડિઝાઇનની યોજનાઓ, ઇંધણ પુરવઠો અને લાક્ષણિકતાઓમાં ફેરફારના આલેખ (ટેક્સીવેની ધરી સાથે કમ્બશન ઉત્પાદનોની ઝડપ, તાપમાન અને દબાણ) ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. થર્મલ એન્જિન અને ગ્રાઉન્ડ ટ્રાન્સપોર્ટ ઇંધણની તુલનામાં રોકેટ એન્જિન અને રોકેટ ઇંધણના મૂળભૂત ડેટા પર ધ્યાન આપો. વર્કિંગ મોડલ રોકેટ દર્શાવવા માટે તે ઉપયોગી છે.

3) ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં રોકેટની મુક્ત હિલચાલ(8 કલાક) (કેન્દ્રીય ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર. 2 સંસ્થાઓની સમસ્યા. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતી વખતે યાંત્રિક ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો. ગુરુત્વાકર્ષણ પરિમાણ. લંબગોળ ભ્રમણકક્ષામાં ફરતા શરીરની ગતિ માટેનું સૂત્ર. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં ગતિના માર્ગો (કેપ્લરનો ભ્રમણકક્ષા). 2 ભૌતિક બિંદુઓના સંબંધમાં સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમનું પુનરાવર્તન કરો અને તેના સૂત્રનું વિગતવાર વિશ્લેષણ કરો; ભૌતિક બિંદુઓના રૂપમાં વિશાળ કોસ્મિક બોડીનું પ્રતિનિધિત્વ કરવાની શક્યતા દર્શાવો. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રનો કેન્દ્રીય દળો અને તેની લાક્ષણિકતાઓના ક્ષેત્ર તરીકે એક વિચાર રચાય છે: ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગક (ક્ષેત્રના વિવિધ બિંદુઓ પર રજૂ કરાયેલા શરીર પર કેન્દ્રીય ક્ષેત્રના બળની અસરોને નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે) અને સંભવિત (ઊર્જા ખર્ચ નક્કી કરવા માટે) આ ક્ષેત્રમાં શરીરની વિવિધ હિલચાલ માટે). અનંત પરના બિંદુઓ માટે ગુરુત્વાકર્ષણ સંભવિતના શૂન્ય મૂલ્યની પસંદગીને યોગ્ય ઠેરવો; ગ્રહોની સપાટી પરના બિંદુઓની ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષમતાની તુલના કરીને, કોઈ વ્યક્તિ આપેલ બિંદુથી અનંત સુધી શરીરને દૂર કરવા માટે જરૂરી કાર્યની માત્રા નક્કી કરી શકે છે (કોસ્મિક વેગ II ની વિભાવનાનો પરિચય). 2-બોડી સમસ્યાનો ઉકેલ ઉર્જા અને કોણીય વેગના સંરક્ષણના નિયમો પર આધારિત છે (કોણીય વેગના સંરક્ષણના કાયદાની વિભાવના ઝુકોવ્સ્કી બેન્ચના પ્રદર્શનના આધારે રચવી જોઈએ, કોણીયની વિભાવનાની વ્યાખ્યા. વેગ અને સંખ્યાબંધ પ્રયોગો)

4) થ્રસ્ટના પ્રભાવ હેઠળ રોકેટની હિલચાલ(6 કલાક) (અવકાશયાનને ભ્રમણકક્ષામાં દાખલ કરવું. ઝડપની ખોટ. પ્રારંભિક અને કુલ લાક્ષણિકતા વેગ. અવકાશયાન નિયંત્રણ. માર્ગ સુધારણા. ફ્લાઇટમાં ઓવરલોડ. અવકાશ સંશોધકની વિભાવના. ઇનર્શિયલ, એસ્ટ્રો- અને રેડિયો નેવિગેશન. ઓરિએન્ટેશન અને સ્થિરીકરણ અવકાશયાન). 5) કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહો(8 કલાક) (ઉપગ્રહ ભ્રમણકક્ષા. પૃથ્વીની બિન-ગોળાકારતા, વાતાવરણીય પ્રતિકાર, ચંદ્ર અને સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે ભ્રમણકક્ષાનું વિક્ષેપ. પૃથ્વીની સપાટીની સાપેક્ષમાં ઉપગ્રહની હિલચાલ. ઉપગ્રહને ભ્રમણકક્ષામાં મૂકવો. ભ્રમણકક્ષામાં પ્રવેશ કરતી વખતે ભ્રમણકક્ષામાં મલ્ટીપલ્સ. 6) ચંદ્ર અને ગ્રહો માટે ફ્લાઇટ્સ(8 કલાક) (ચંદ્ર તરફ ફ્લાઇટ ટ્રેજેકટરીઝ. કૃત્રિમ ચંદ્ર ઉપગ્રહો. ચંદ્ર પર લેન્ડિંગ. ગ્રહો માટે ફ્લાઇટ ટ્રેજેકટ્રીઝ. શ્રેષ્ઠ ટ્રેજેકટ્રીઝ. લોંચ વિન્ડોઝ. ટ્રેજેકટ્રી સુધારણા. મલ્ટિ-પલ્સ ટ્રેજેકટ્રીઝ. ગ્રહોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને ગ્રહો પર લેન્ડિંગ દરમિયાન અવકાશયાનની ગતિ. 7) અવકાશ ફ્લાઇટ શરતો(2 કલાક) (કિરણોત્સર્ગ સંકટ. ઉલ્કાના સંકટ. સંરક્ષણની પદ્ધતિઓ. અવકાશયાનમાં જીવન આધાર. અવકાશ મનોવિજ્ઞાન. અવકાશયાનમાં જીવનની લય. શરીર પર વજનહીનતા અને ઓવરલોડનો પ્રભાવ). 8) એસ્ટ્રોનોટીક્સનો વૈજ્ઞાનિક અને વ્યવહારુ ઉપયોગ(6 કલાક) (અવકાશના ઉપયોગમાં યુએસએસઆરની સિદ્ધિઓ. ઉપગ્રહો, અવકાશયાન અને AWS ના વૈજ્ઞાનિક સાધનો. પૃથ્વીનું સંશોધન, પૃથ્વીની નજીકની અવકાશ, ચંદ્ર, ગ્રહો, અંતરિક્ષ અવકાશના માધ્યમથી અંતરિક્ષ અવકાશ. અવકાશ વિજ્ઞાનનો વ્યવહારિક ઉપયોગ : ભૂસ્તરશાસ્ત્રમાં, હવામાનશાસ્ત્રમાં, નેવિગેશન, સંદેશાવ્યવહાર, પૃથ્વી સંસાધનોની શોધ માટે). 9) અવકાશ વિજ્ઞાન માટે સંભાવનાઓ(2 કલાક) (સૌરમંડળમાં વધુ અવકાશ ઉડાનો માટેના પ્રોજેક્ટ્સ. ચંદ્ર અને ગ્રહોના સંશોધન માટેના પ્રોજેક્ટ્સ. ઇન્ટરસ્ટેલર ફ્લાઇટ્સની શક્યતા). 10 કલાકનું પ્રાયોગિક કાર્ય (ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનો સહિત).

શિક્ષણશાસ્ત્રી એમ.વી. કેલ્ડીશ.
અવકાશ ફ્લાઇટના મિકેનિક્સ

શિક્ષણવિદ ટી.એમ. એનીવ
ડેપ્યુટી IPM ના ડિરેક્ટરનું નામ આપવામાં આવ્યું છે. એમ.વી. કેલ્ડિશ, પ્રોફેસર ઇ.એલ. અકીમ

પચાસ વર્ષ પહેલાં, ઑક્ટોબર 4, 1957ના રોજ, માનવતાએ સૌપ્રથમ અવકાશમાં એક ઉપકરણ લોન્ચ કર્યું જે લાંબા સમય સુધી નીચી-પૃથ્વી ભ્રમણકક્ષામાં ઉડાન ભરી, તેના ઓન-બોર્ડ સાધનોની કામગીરી વિશે સંકેતો મોકલે છે. પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહ આર-7 રોકેટનો ઉપયોગ કરીને લોન્ચ કરવામાં આવ્યો હતો.

આ ઉપગ્રહના પ્રક્ષેપણમાં લાંબી અને જટિલ પૃષ્ઠભૂમિ હતી. લોકો લાંબા સમયથી સ્પેસ ફ્લાઇટ્સ વિશે સપના જોતા હતા. પ્રથમ વખત, આ સ્વપ્ને સિઓલકોવ્સ્કીના અગ્રણી કાર્ય પછી વાસ્તવિક આધાર મેળવ્યો, જેણે બતાવ્યું કે રોકેટ તકનીકની મદદથી આવી ફ્લાઇટ્સ શક્ય છે. તેમણે પ્રખ્યાત સૂત્ર મેળવ્યું જેના દ્વારા રોકેટની જરૂરી ગતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે જરૂરી બળતણ પુરવઠાની ગણતરી કરી શકાય અને સંયુક્ત રોકેટના સિદ્ધાંતની શરૂઆત વિકસાવી.

જો કે, લશ્કરી હેતુઓ માટે રોકેટ તકનીક વિકસાવવાની તાત્કાલિક જરૂરિયાતને કારણે યુદ્ધ પછી અવકાશ ઉડાનના વિચારને સાકાર કરવા પર વાસ્તવિક કાર્ય શરૂ થયું. સોવિયેત યુનિયન પરના પરમાણુ હુમલાના તત્કાલીન ખતરાનો સામનો કરવા માટે, ઇન્ટરકોન્ટિનેન્ટલ કમ્પોઝિટ બેલિસ્ટિક મિસાઇલ બનાવવી જરૂરી હતી. તેજસ્વી ઇજનેર અને ડિઝાઇનર સેરગેઈ પાવલોવિચ કોરોલેવના ડિઝાઇન બ્યુરોમાં, આવા રોકેટ - પ્રખ્યાત આર -7 - બનાવવામાં આવ્યા હતા. અલબત્ત, રોયલ ડિઝાઈન બ્યુરોએ એન્જિન, કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ, સ્ટાર્ટિંગ ડિવાઈસ વગેરે બનાવતી અન્ય સંસ્થાઓ સાથે સહયોગમાં કામ કર્યું હતું. અહીં મુખ્ય ડિઝાઇનર્સ વી.પી.નો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ. ગ્લુશ્કો, એન.એન. પિલ્યુગિના, એમ.એસ. રાયઝાન્સ્કી, વી.આઈ. કુઝનેત્સોવા, વી.પી. બર્મિના. સેરગેઈ પાવલોવિચ કોરોલેવના અદ્ભુત મદદનીશોને યાદ કરી શકતા નથી, તેમના ડેપ્યુટીઓ વી.પી. મિશિન, વી.એ. વોસ્ક્રેસેન્સકી, કે.ડી. બુશુએવ, બી.ઇ. ચેર્ટોક.

પરંતુ પહેલેથી જ રોકેટ બનાવવા પરના સઘન કાર્યના સમયગાળા દરમિયાન, તેના કેટલાક સક્રિય સહભાગીઓ અવકાશ ઉડાન વિશે વિચારી રહ્યા હતા. સૌથી ગંભીર સંશોધન બે ટીમો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું - એમ.કે. લશ્કરી-તકનીકી સંસ્થાઓમાંની એક અને એમ.વી.ના જૂથમાં ટીખોનરાવોવ. V.A.માં કેલ્ડિશ સ્ટેકલોવા. આ અભ્યાસોને કોરોલેવ દ્વારા ઉષ્માભર્યું સમર્થન આપવામાં આવ્યું હતું, જેમણે મોટા રોકેટના નિર્માણ પર કામની શરૂઆતથી જ તેમની અવકાશ એપ્લિકેશનની આગાહી કરી હતી. 1950 માં, તેણે સ્ટેકલોવ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના વૈજ્ઞાનિકોને આશ્ચર્યચકિત કર્યા, જેઓ તેમની સાથે આર -7 ની ડિઝાઇનની ચર્ચા કરી રહ્યા હતા, એક આકસ્મિક શબ્દસમૂહ સાથે: "અમે હજી પણ વિશ્વભરમાં ઉડીશું!"

અલબત્ત, પ્રથમ સોવિયત અવકાશ ફ્લાઇટ્સના અમલીકરણમાં મુખ્ય વ્યક્તિ કોરોલેવ હતી. જો કે, તેની સાથે, એક વધુ વ્યક્તિનો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ જેણે આપણા રોકેટ અને અવકાશ તકનીકના વિકાસમાં તુલનાત્મક યોગદાન આપ્યું છે - મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચ કેલ્ડિશ.

ચોખા. 1. Mstislav Vsevolodovich Keldysh

1946 માં, પાંત્રીસ વર્ષની ઉંમરે, યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સના સંપૂર્ણ સભ્ય તરીકે ચૂંટાયા પછી, એમ.વી. કેલ્ડિશને જેટ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (RNII) ના વડા તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા - હવે તેનું નામ સંશોધન કેન્દ્ર છે. એમ.વી. કેલ્ડીશ. 1948 થી, તેમણે રોકેટ ડાયનેમિક્સ પર કામ કરવાનું શરૂ કર્યું અને તેમના નામવાળી મેથેમેટિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના મિકેનિક્સ વિભાગમાં આકાશી મિકેનિક્સ લાગુ કર્યું. વી.એ. સ્ટેકલોવ એકેડેમી ઓફ સાયન્સ ઓફ ધ યુએસએસઆર.

એ નોંધવું જોઇએ કે શરૂઆતમાં મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચનું મુખ્ય ધ્યાન, કુદરતી રીતે, રોકેટ તકનીકના ઉપયોગના લશ્કરી પાસાઓ પર કેન્દ્રિત હતું. જો કે, એવું માનવા માટે દરેક કારણ છે કે તેઓ, જેમ કે એસ.પી. કોરોલેવ, સંશોધન કાર્યના પ્રારંભિક તબક્કામાં, તેમના "કોસ્મિક" ભવિષ્ય વિશે વિચારતો હતો. કોઈ પણ સંજોગોમાં, પચાસના દાયકાની શરૂઆતમાં, સ્ટેકલોવ મેથેમેટિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના મિકેનિક્સ વિભાગના એક કર્મચારીના વિભાગમાં અવકાશ ઉડાનનો સિદ્ધાંત વિકસાવવાની સંભાવના વિશેના પ્રશ્નના જવાબમાં, તેણે માત્ર ઉષ્માભર્યું જ નહીં. આ વિચારને ટેકો આપ્યો, પરંતુ ભવિષ્ય માટે વિલંબ કર્યા વિના કામ શરૂ કરવાનું પણ સૂચન કર્યું.

1948 થી M.V. કેલ્ડિશ, પ્રથમ સ્ટેકલોવ મેથેમેટિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં અને પછી એકેડેમિશિયન ડી.ઇ.ના નેતૃત્વ હેઠળના વિભાગમાં યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સની એપ્લાઇડ મેથેમેટિક્સની સંસ્થામાં. ઓખોતસિમ્સ્કી, રોકેટ ડાયનેમિક્સ અને સ્પેસ ફ્લાઇટ મિકેનિક્સ પર કામની વિશાળ શ્રેણી શરૂ કરવામાં આવી હતી. પહેલેથી જ આ કાર્યના પ્રથમ સમયગાળામાં, પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહના પ્રક્ષેપણ પહેલાં જ, એમ.વી.ની આગેવાની હેઠળની એક ટીમ. કેલ્ડિશ, સંખ્યાબંધ મૂળભૂત રીતે મહત્વપૂર્ણ પરિણામો પ્રાપ્ત થયા હતા જેણે રોકેટ અને અવકાશ તકનીકના વિકાસ પર ગંભીર અસર કરી હતી. ચાલો તેમાંથી કેટલાક સૌથી મહત્વપૂર્ણ નોંધીએ.

1949-1951 માં સંયુક્ત મિસાઇલોની શ્રેષ્ઠ ડિઝાઇન અને લાક્ષણિકતાઓના વિશ્લેષણ અને નિર્ધારણ માટે સમર્પિત કાર્યોની શ્રેણી પૂર્ણ થઈ. આ કામોએ એસ.પી. કોરોલેવ R-7 સંયુક્ત રોકેટની ડિઝાઇનની અંતિમ પસંદગી કરશે. આ સમયગાળા દરમિયાન, શ્રેષ્ઠ પ્રોગ્રામ નિયંત્રણ નક્કી કરવા માટે કાર્ય હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. આ કાર્યોના પરિણામોએ R-7 મિસાઇલ અને ઇન્ટરકોન્ટિનેન્ટલ ક્રૂઝ મિસાઇલોની ફ્લાઇટ લાક્ષણિકતાઓને નોંધપાત્ર રીતે સુધારવામાં મદદ કરી, અને ત્યારબાદ ઘણા વધુ અભ્યાસો માટે સૈદ્ધાંતિક આધાર તરીકે સેવા આપી. તે જ સમયગાળા દરમિયાન, સમૂહના કેન્દ્રની નજીક રોકેટ ગતિની મુશ્કેલ સમસ્યાઓ હલ કરવામાં આવી હતી, જેણે રોકેટ ટાંકીમાં મુક્ત સપાટી ધરાવતા પ્રવાહીની ગતિશીલતાને ધ્યાનમાં લીધી હતી.

બેલિસ્ટિક મિસાઇલોના ફ્લાઇટ પરીક્ષણો દરમિયાન, સંસ્થાના કર્મચારીઓએ પ્રથમ સાર્વત્રિક કમ્પ્યુટર "સ્ટ્રેલા-1" પર મિસાઇલ વોરહેડ્સના પ્રભાવ બિંદુઓની આગાહી કરી હતી. આ ઓપરેશનલ નિર્ધારણો ટેલિગ્રાફ કમ્યુનિકેશન ચેનલો દ્વારા ગ્રાઉન્ડ-આધારિત ટ્રેકિંગ સાધનોમાંથી સંસ્થા દ્વારા પ્રાપ્ત માર્ગ માપન ડેટાના આધારે કરવામાં આવ્યા હતા. સ્ટ્રેલા -1 ના કમ્પ્યુટર રૂમમાં એક સંચાર ઉપકરણ હતું જે સંસ્થાને મોસ્કો ક્ષેત્રના માપન અને નિયંત્રણ કેન્દ્રો સાથે જોડતું હતું. તે એક સામાન્ય ફિલ્ડ ડિવાઈસ હતું, જેના કવર પર લખ્યું હતું "સાવધાન, દુશ્મન સાંભળી રહ્યો છે." આ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને, શોધ જૂથને મિસાઇલ હેડની અસરના બિંદુના અનુમાનિત કોઓર્ડિનેટ્સ પ્રસારિત કરવામાં આવ્યા હતા. બાદમાં તેઓએ પ્રસારિત આગાહીની વિશ્વસનીયતા વિશે માહિતી મેળવી.

1953માં, સંસ્થાએ સૌપ્રથમ પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાંથી અવકાશયાનના બેલિસ્ટિક વંશની દરખાસ્ત કરી અને માનવસહિત ફ્લાઇટ્સમાં તેના ઉપયોગની શક્યતા દર્શાવી. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાના પરિણામે, યુ.એ.નું અવકાશ ઉડાન સફળ ઉતરાણ સાથે પૂર્ણ થયું. 1954 માં, સંસ્થાના કર્મચારીઓએ કૃત્રિમ ઉપગ્રહના ગુરુત્વાકર્ષણ (નિષ્ક્રિય) સ્થિરીકરણ માટે સિસ્ટમનું પ્રથમ વિશિષ્ટ સંસ્કરણ વિકસાવ્યું અને આવા સ્થિરીકરણનો સિદ્ધાંત બનાવ્યો. ઉલ્લેખિત તમામ કાર્યો વિશ્વમાં પ્રથમ વખત કરવામાં આવ્યા હતા.

1954માં એમ.વી. Keldysh સાથે મળીને S.P. કોરોલેવ અને એમ.કે. તિખોનરાવવે કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહ બનાવવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો અને આ વિષય પર સરકાર માટે મેમોરેન્ડમ તૈયાર કરવામાં સીધો ભાગ લીધો. 1956 માં, મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચને કૃત્રિમ ઉપગ્રહો (ઓબ્જેક્ટ "ડી" પર કમિશન) પર યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસના પ્રેસિડિયમના વિશેષ કમિશનના અધ્યક્ષ તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા. 1958 માં, સીપીએસયુની સેન્ટ્રલ કમિટીના નિર્ણય દ્વારા અને યુએસએસઆરના મંત્રીઓની પરિષદ એમ.વી. કેલ્ડિશને એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસ (CI માટે ISSC) ખાતે આંતરવિભાગીય પરિષદ ફોર સ્પેસ રિસર્ચના અધ્યક્ષ તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા. તે ક્ષણથી, વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી વિકાસના વડા તરીકે અને સીઆઈ માટે આંતરરાષ્ટ્રીય વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી પરિષદના અધ્યક્ષ તરીકે, એમ.વી. કેલ્ડીશે યુએસએસઆર સ્પેસ પ્રોગ્રામની પ્રગતિ માટે વિશેષ જવાબદારી લીધી, તેની બહુપક્ષીય પ્રવૃત્તિઓના સૌથી તીવ્ર સમયગાળા દરમિયાન પણ, જ્યારે 1961 થી 1975 સુધી તેઓ યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સના પ્રમુખ હતા.

યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સના પ્રમુખ બન્યા પછી, મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચને નવા, ઉચ્ચ સ્તરે સોવિયેત સ્પેસ પ્રોગ્રામના વિકાસ અને અમલીકરણનું સંચાલન કરવાની તક મળી. આ વર્ષો દરમિયાન ઉકેલવામાં આવેલી વૈજ્ઞાનિક સમસ્યાઓની શ્રેણી અસામાન્ય રીતે વિશાળ અને વૈવિધ્યસભર છે. તેમની સીધી સહભાગિતા સાથે, અવકાશ વિજ્ઞાનની સામાન્ય સમસ્યાઓ, વલણો અને તેના વિકાસ માટેની સંભાવનાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. સ્પેસ ફ્લાઈટ, કંટ્રોલ થિયરી, નેવિગેશન અને ઓરિએન્ટેશનના મિકેનિક્સ તેમના દ્રષ્ટિના ક્ષેત્રમાં સતત હતા.

સર્જેઈ પાવલોવિચ કોરોલેવ સાથે મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચ કેલ્ડિશનો સર્જનાત્મક સંપર્ક અને મિત્રતા ઐતિહાસિક મહત્વની હતી. આ સંપર્ક અને મિત્રતાનો આભાર હતો કે અમારી રોકેટ તકનીક ખૂબ જ ઝડપથી વિકસિત થઈ, અને ખાસ કરીને ઝડપથી અવકાશ ઉડાનની તકનીક. સામાન્ય રીતે, ઉપર સૂચિબદ્ધ અદ્ભુત લોકોની આકાશગંગામાં, મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચે વિશેષ ભૂમિકા ભજવી હતી. તેમના વિચારો અને પહેલ માટે આભાર, આપણા રોકેટ અને અવકાશ તકનીકના વિકાસમાં ખૂબ જ મુશ્કેલ ક્ષણોને દૂર કરવી અને આપણા દેશમાં વ્યવસ્થિત અવકાશ સંશોધનનું આયોજન કરવું શક્ય બન્યું.

પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહના પ્રક્ષેપણ પછી, એમ.વી. સ્ટેકલોવ મેથેમેટિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના એપ્લાઇડ મેથેમેટિક્સ વિભાગમાં કેલ્ડિશનું કાર્ય નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તર્યું, અને પછીના વર્ષોમાં સ્પેસ ફ્લાઇટના મિકેનિક્સમાં વ્યવહારીક રીતે કોઈ વધુ કે ઓછા ગંભીર મુદ્દાઓ નહોતા જેને એમ.વી. કેલ્ડિશ અને તેની "ટીમ". આમ, પ્રથમ ઉપગ્રહના પ્રક્ષેપણ પછી તરત જ, પૃથ્વી ઉપગ્રહો અને અન્ય અવકાશયાનની ફ્લાઇટનું ટ્રેકિંગ સુનિશ્ચિત કરવા માટે સ્ટેકલોવ મેથેમેટિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના વૈજ્ઞાનિક સંશોધન વિભાગમાં કાર્ય શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. એમ.વી.ના કર્મચારીઓ. કેલ્ડીશે એક તકનીક વિકસાવી અને પ્રથમ વખત કમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ કરીને ભ્રમણકક્ષા નક્કી કરી. પાછળથી, OPM સ્ટેકલોવ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગમાં બેલિસ્ટિક સેન્ટર બનાવવામાં આવ્યું હતું, જે યુએસએસઆરના સંકલન અને કમ્પ્યુટિંગ કેન્દ્રોની સામાન્ય સિસ્ટમનો ભાગ બન્યું હતું. તેમના કાર્યમાં ઉડતી વસ્તુઓની સાચી ભ્રમણકક્ષાને નિર્ધારિત કરવા તેમજ યોગ્ય નિયંત્રણ આદેશો વિકસાવવા માટે ટ્રેજેકટરી માહિતી એકત્રિત કરવી અને પ્રક્રિયા કરવી શામેલ છે. કેન્દ્ર અવકાશયાન ફ્લાઇટ્સના બંધ લૂપ નિયંત્રણનો એક અભિન્ન ભાગ બન્યો અને અવકાશ કાર્યક્રમોના સફળ અમલીકરણમાં ફાળો આપ્યો.

ચંદ્ર, મંગળ અને શુક્રની અવકાશ ફ્લાઇટ્સની સંકલિત બેલિસ્ટિક ડિઝાઇન પર કામ શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. એમ.વી. કેલ્ડીશે માત્ર આ ડિઝાઇન અભ્યાસોનું નેતૃત્વ કર્યું નથી. તેમણે પ્રોજેક્ટના અમલીકરણ પર ખૂબ ધ્યાન આપ્યું.

શરૂઆતમાં, મુખ્ય પ્રયાસોનો ઉદ્દેશ્ય ચંદ્ર સુધી પહોંચવાની સમસ્યાને ઉકેલવા અને સિસ્લુનર અવકાશની શોધ કરવાનો હતો. એમ.વી.ના સામાન્ય નેતૃત્વ હેઠળ ટૂંકા સમયમાં અનુરૂપ કાર્ય હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. કેલ્ડીશ. લુના-3 અવકાશયાન માટે પૃથ્વી પરથી અદ્રશ્ય ચંદ્રની બાજુની આસપાસ ઉડવા માટે અને ફોટોગ્રાફ કરવા માટે "ચંદ્ર" ચક્રના કાર્યનું એક તેજસ્વી ઉદાહરણ હતું.

ચોખા. 2. લુના-3 અવકાશયાનની ફ્લાઇટ ડાયાગ્રામ

અહીં, વિશ્વ પ્રેક્ટિસમાં પ્રથમ વખત, "ગુરુત્વાકર્ષણ દાવપેચ" પ્રસ્તાવિત અને સફળતાપૂર્વક અમલમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું - અવકાશયાન (ચંદ્ર) દ્વારા તેની ગતિમાં વિક્ષેપના પરિણામે અવકાશયાનના માર્ગમાં હેતુપૂર્ણ ફેરફાર.

ચોખા. 3. લુના-3 અવકાશયાન દ્વારા લેવામાં આવેલ ચંદ્રની દૂરની બાજુનો પ્રથમ ફોટોગ્રાફ

સંસ્થાએ તમામ સ્થાનિક ચંદ્ર અવકાશયાનની ચંદ્ર પરની ફ્લાઇટ્સ માટે નેવિગેશન સપોર્ટ સંબંધિત ઉદ્યોગ ડિઝાઇન અભ્યાસો સાથે સંયુક્ત રીતે LKI માં હાથ ધર્યા અને અમલમાં મૂક્યા છે. આ 24 CA ની યાદી નીચેની આકૃતિમાં રજૂ કરવામાં આવી છે.

ચોખા. 4. ચંદ્રની ફ્લાઈટ્સની યાદી

ખાસ કરીને નોંધનીય છે કે ઓટોમેટિક સ્ટેશન "લુના -9" નું ચંદ્રની સપાટી પર પ્રથમ સોફ્ટ લેન્ડિંગ, ચંદ્રનો પ્રથમ કૃત્રિમ ઉપગ્રહ "લુના -10" અને સ્ટેશન "લુના -16" (પ્રોજેક્ટ "E-8" ), જેણે પ્રથમ વખત પૃથ્વીની ચંદ્રની માટી પર નમૂનાઓ એકત્રિત કર્યા અને વિતરિત કર્યા.

ચોખા. 5. "ચંદ્ર 20". ચંદ્ર માટી સાથે કન્ટેનર

ચંદ્ર અભિયાનો તૈયાર કરવાના કામની વચ્ચે, મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચ કેલ્ડિશ અને સેરગેઈ પાવલોવિચ કોરોલેવે મંગળ અને શુક્રની માનવરહિત ફ્લાઈટ્સની બેલિસ્ટિક ડિઝાઇન શરૂ કરવાનો સંયુક્ત નિર્ણય લીધો. સંસ્થાએ મૂળભૂત તકનીકી ઉકેલો વિકસાવ્યા જેણે પછીથી અવકાશ તકનીકના વિકાસમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી: કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહ (ફિગ. 6) ની ખુલ્લી ભ્રમણકક્ષામાં મધ્યવર્તી નિવેશ સાથે અવકાશયાનને વેગ આપવા માટેની પદ્ધતિનો વિકાસ, જે પછીથી એક બની ગયું. અવકાશયાનને વેગ આપવા માટેની સાર્વત્રિક પદ્ધતિ; સ્પેસક્રાફ્ટ ફ્લાઇટ કંટ્રોલનું એક યોજનાકીય આકૃતિ, જે બેલિસ્ટિક ડિઝાઇન અને ઇન્ટરપ્લેનેટરી સ્પેસક્રાફ્ટ ફ્લાઇટ્સના વ્યવહારુ નિયંત્રણ બંને પરના તમામ કાર્ય માટેનો આધાર બનાવે છે.

ચોખા. 6. કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહની ખુલ્લી ભ્રમણકક્ષામાં મધ્યવર્તી નિવેશ સાથે વાહન પ્રવેગકની પદ્ધતિ

આ યોજનાએ ફ્લાઇટ દરમિયાન મહત્તમ નિયંત્રણ ચોકસાઈ અને નિયંત્રણ સિસ્ટમની રચના સાથે સંકળાયેલ ન્યૂનતમ સામૂહિક ખર્ચ બંનેની સિદ્ધિ સુનિશ્ચિત કરી. એમ.વી.ની આગેવાની હેઠળ. Keldysh OPM ટીમે તમામ ડિઝાઇન અને બેલિસ્ટિક કાર્યમાં ભાગ લીધો હતો, તેમજ આંતરગ્રહીય અવકાશ, ગ્રહો અને સૌરમંડળના નાના શરીરના અભ્યાસ માટે બનાવાયેલ સ્પેસક્રાફ્ટ ફ્લાઇટ્સ માટે બેલિસ્ટિક અને નેવિગેશન સપોર્ટ પર કામ કર્યું હતું. સૌથી વધુ સ્પષ્ટ છે શુક્ર તરફના અમારા 16 અવકાશયાનની ફ્લાઇટ્સ, ફિગમાં બતાવેલ છે. 7.

ચોખા. 7. શુક્રની ફ્લાઇટ્સની સૂચિ

ખાસ નોંધનીય છે વેનેરા -4, જેણે પ્રથમ વખત ગ્રહના વાતાવરણના પરિમાણોને પૃથ્વી પર પ્રસારિત કર્યા; શુક્રના પ્રથમ કૃત્રિમ ઉપગ્રહો “વેનેરા-9”, “વેનેરા-10” અને તેમના લેન્ડિંગ વાહનો (ફિગ. 8), જેણે આ રહસ્યમય ગ્રહની સપાટીથી પ્રથમ પેનોરમાના પૃથ્વી પર પ્રસારણની ખાતરી આપી; WIS "વેનેરા-15" અને "વેનેરા-16", જેણે શુક્રના રેડિયો મેપિંગ (ફિગ. 9) પર એક અનોખા પ્રયોગનો ઉપયોગ કરીને ગ્રહ અને તેની રાહતની ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી છબીઓ બનાવવાનું શક્ય બનાવ્યું, જે પ્રથમ શુક્રના એટલાસ.

ચોખા. 8. AMS "વેનેરા-4" - "વેનેરા-14" ના લેન્ડિંગ વિસ્તારો

ચોખા. 9. અવકાશયાન ભ્રમણકક્ષા
"વેનેરા -15" - "વેનેરા -16"

આપણા અવકાશયાન "વેગા-1 અને 2" ની હેલીના ધૂમકેતુ (ફિગ. 10) માટે, શુક્રના વાતાવરણમાં બલૂન પ્રોબ્સની ડિલિવરી અને યુરોપિયન આંતરગ્રહીય સ્ટેશન "જીયોટ્ટો" (જીઓટ્ટો) ના પ્રક્ષેપણની નોંધ લેવી પણ જરૂરી છે. આંતરરાષ્ટ્રીય પ્રોજેક્ટ "પાયલોટ") ધૂમકેતુના ન્યુક્લિયસ (ફિગ. 11).

ચોખા. 10. AMS "વેગા-1" અને "વેગા-2"

ચોખા. 11. AMS "વેગા-1" ની ફ્લાઇટ ડાયાગ્રામ

એમ.વી.ની આગેવાની હેઠળ. એકેડેમી ઓફ સાયન્સની એપ્લાઇડ મેથેમેટિક્સ ઇન્સ્ટિટ્યુટમાં કેલ્ડીશ, નવી દિશામાં કાર્ય શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું, જે અવકાશયાનના નેવિગેશન અને ફ્લાઇટ નિયંત્રણ માટે મહત્વપૂર્ણ કુદરતી વૈજ્ઞાનિક અને લાગુ મહત્વ ધરાવે છે. આ ખગોળીય સ્થિરાંકોની સ્પષ્ટતા અને અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલના ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સિદ્ધાંતોનું નિર્માણ છે. વિશ્વ પ્રેક્ટિસમાં પ્રથમ વખત, ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની બિન-કેન્દ્રીયતાના પરિમાણો બોલ માપન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા. આપણા દેશમાં શુક્રની હિલચાલનો પ્રથમ ઉચ્ચ-ચોકસાઇનો સિદ્ધાંત બનાવવામાં આવ્યો છે. પૃથ્વી અને ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંકો અને શુક્રના ગતિશીલ સંકોચનની સ્પષ્ટતા કરવામાં આવી છે.

અંતે, એમ.વી.ની આગેવાની હેઠળ. કેલ્ડીશે અસંખ્ય અનન્ય કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહો, નવા અને આશાસ્પદ ઉપગ્રહ નિયંત્રણ અને સ્થિરીકરણ પ્રણાલીઓ (નિષ્ક્રિય સ્થિરીકરણ પ્રણાલીઓ) બનાવવા માટે ડિઝાઇન અને બેલિસ્ટિક કાર્ય હાથ ધર્યું, તેમજ ફ્રી-ફ્લાઇંગ કૃત્રિમના સમૂહના કેન્દ્રની આસપાસની વાસ્તવિક ગતિ નક્કી કરવા માટે કામ કર્યું. પૃથ્વી ઉપગ્રહો (ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટોન).

સ્પેસ શટલ પુનઃઉપયોગી સ્પેસ સિસ્ટમ પ્રોજેક્ટના યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સઘન વિકાસની શરૂઆતથી, આપણા દેશમાં સમાન સિસ્ટમ બનાવવાની શક્યતા અંગે પ્રશ્ન ઊભો થયો છે. એમ.વી. કેલ્ડીશે પુનઃઉપયોગી સ્પેસ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલી શકાય તેવી સમસ્યાઓની શ્રેણી, તેની બનાવટની મુશ્કેલીઓ અને તેને દૂર કરવાની રીતો વિશે વારંવાર ચર્ચા કરી છે. પરિણામે, વૈજ્ઞાનિક, આર્થિક અને સંરક્ષણ સમસ્યાઓ હલ કરવામાં સક્ષમ સાર્વત્રિક વાહનની કલ્પના વિકસાવવામાં આવી હતી. દત્તક લેવાયેલ ટેકનિકલ સોલ્યુશનને વાતાવરણમાં કોઈપણ ઊંચાઈએ અને તેનાથી આગળ પણ ફ્લાઈટ્સ માટે સંપૂર્ણપણે ફરીથી વાપરી શકાય તેવા એરોસ્પેસ વાહનની રચના તરફનું મધ્યવર્તી પગલું માનવામાં આવતું હતું. તે જ સમયે, એનર્જીઆ-બુરાન સિસ્ટમની રચનાએ લગભગ 100 ટનની પેલોડ ક્ષમતા અને ઓક્સિજન-હાઈડ્રોજન એન્જિન સાથે ભારે પ્રક્ષેપણ વાહન વિકસાવવાની સમસ્યાઓનું નિરાકરણ શક્ય બનાવ્યું, અને ખૂબ જ જટિલ અને એરોસ્પેસ વાહનની રચના કરી. અદ્યતન નિયંત્રણ સિસ્ટમ.

આંતરિક ખચકાટ અને શંકા વિના નહીં, એનર્જિયા-બુરાન રોકેટ અને સ્પેસ સિસ્ટમ બનાવવાની જરૂરિયાત અંગે નિર્ણય લીધા પછી, એમ.વી. કેલ્ડીશે આ પ્રોજેક્ટના અમલીકરણ માટે ઘણા પ્રયત્નો, પ્રતિભા અને સંસ્થાકીય કુશળતા સમર્પિત કરી.

ચોખા. 12. બુરાનની શરૂઆત કેવી રીતે થઈ

ચોખા. 13. "એનર્જીઆ-બુરાન"

ચોખા. 14. બુરાનનું ઉતરાણ

મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચે એક હિંમતવાન સ્વપ્નદ્રષ્ટાના ગુણોને સંપૂર્ણ રીતે જોડ્યા જેણે શક્ય મર્યાદાઓ માટે પ્રયત્ન કર્યો, અને એક શાંત વાસ્તવિકવાદી જે જાણતો હતો કે આ મર્યાદા ક્યાં સમાપ્ત થાય છે. જ્યારે, અવકાશ ફ્લાઇટ્સની પ્રથમ સફળતાની છાપ હેઠળ, કેટલાક લોકોએ 1964 માં મંગળ પર માનવસહિત ફ્લાઇટના પ્રોજેક્ટને ગંભીરતાથી ધ્યાનમાં લીધો (ફ્લાયબાય સંસ્કરણમાં), મસ્તિસ્લાવ વેસેવોલોડોવિચે તરત જ સંખ્યાબંધ કારણોસર આવા પ્રોજેક્ટ્સની અવાસ્તવિકતા તરફ ધ્યાન દોર્યું અને નોંધ્યું. માનવરહિત સ્વચાલિત વાહનો આવનારા ઘણા વર્ષો સુધી દૂરના ગ્રહોની શોધ માટેનું મુખ્ય સાધન હશે. જો કે, આનાથી તે દૂરના ગ્રહો પર માનવસહિત ફ્લાઇટ્સની ચર્ચા કરતા અને નજીકના ભવિષ્યમાં તેમના વિવિધ પ્રોજેક્ટ્સની વિગતવાર તપાસ કરતા રોકાયા ન હતા.

એસ.પી. કોરોલેવ અને એમ.વી.ના સૂચન પર. કેલ્ડિશ, બેલિસ્ટિક સેન્ટર (BC IPM) સંસ્થામાં બનાવવામાં આવ્યું હતું. તેને વૈજ્ઞાનિક અને રાષ્ટ્રીય આર્થિક હેતુઓ માટે માનવસહિત અવકાશયાન અને સ્વચાલિત અવકાશયાનના ઉડાન નિયંત્રણ માટે બેલિસ્ટિક નેવિગેશન સપોર્ટ (BNS) પર કામ સોંપવામાં આવ્યું છે. સંરક્ષણ મંત્રાલય અને રોસકોસમોસના બેલિસ્ટિક કેન્દ્રો સાથે મળીને, તે સ્થાનિક અવકાશયાનની ફ્લાઇટ્સ સફળતાપૂર્વક સુનિશ્ચિત કરે છે.

એમ.વી. કેલ્ડીશે અમારા બિઝનેસ સેન્ટરના કામનું ખૂબ નજીકથી નિરીક્ષણ કર્યું. તે સફળતાઓથી ખૂબ ખુશ હતો અને નિષ્ફળતાના કિસ્સામાં અસ્વસ્થ હતો. જ્યારે તેઓ NII-4 MO (જ્યાં આ બેઠકો શરૂઆતના વર્ષોમાં યોજવામાં આવી હતી) ખાતે રાજ્ય કમિશનની બેઠકમાં આવ્યા ત્યારે તેમણે બે BC (IPM અને NII-4) ના વર્તમાન આગાહી ડેટાનું ઈર્ષ્યાપૂર્વક વિશ્લેષણ કર્યું, જે ફોર્મમાં પોસ્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. મીટિંગ રૂમની દિવાલ પરના ટેબલનું. જો તેને આગાહીઓમાં મોટી વિસંગતતાઓ મળી, તો પછી IPM પર પાછા ફર્યા પછી તેણે પ્રશ્ન પૂછ્યો: "કોણ વધુ સચોટ છે અને શા માટે?"

એમ.વી. કેલ્ડીશે ભારપૂર્વક જણાવ્યું કે અમારું વ્યવસાય કેન્દ્ર માત્ર એક શક્તિશાળી કમ્પ્યુટિંગ કેન્દ્ર ન હોવું જોઈએ જે ઝડપથી જરૂરી ગણતરીઓ કરે. તેમણે માંગ કરી હતી કે નવા અવકાશયાનના નિર્માણ અને પરીક્ષણના તમામ તબક્કામાં કેન્દ્રને સીધી રીતે સામેલ કરવામાં આવે.

40 થી વધુ વર્ષોથી, BC IPM માનવસહિત અવકાશયાન "વોસ્ટોક", "વોસ્કોડ", "સોયુઝ", લાંબા ગાળાના ઓર્બિટલ સ્ટેશન "સલ્યુત" અને "મીર" ના ઉડાન નિયંત્રણ માટે બેલિસ્ટિક અને નેવિગેશન સપોર્ટની જટિલ સમસ્યાઓ સફળતાપૂર્વક હલ કરી રહ્યું છે. કાર્ગો અવકાશયાન "પ્રગતિ", ફરીથી વાપરી શકાય તેવી અવકાશ વ્યવસ્થા "બુરાન", સ્વચાલિત અવકાશયાન "લુના", "શુક્ર", "મંગળ", "વેગા", "ફોબોસ", "એસ્ટ્રોન", "ગ્રાનાટ", "ઇન્ટરબોલ", વગેરે. બી.સી. વિકાસ સંગઠનો SC - RSC Energia, NPO im સાથે ગાઢ સહકારથી આ કામો હાથ ધરે છે. S.A. Lavochkina, TsNIIMASH અને અન્ય સાથે.

M.V ના આદેશો અને પરંપરાઓને અનુસરીને. Keldysh, IPM અવકાશ ફ્લાઇટના મિકેનિક્સ પર અદ્યતન સંશોધન ચાલુ રાખે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, સંસ્થાએ, NIIPMiE MAI સાથે મળીને, પ્રોપલ્શન એન્જિન તરીકે ઇલેક્ટ્રિક રોકેટ પ્રોપલ્શન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને અવકાશયાનના બેલિસ્ટિક્સ અને નેવિગેશન પર સંશોધન હાથ ધર્યું છે. સંસ્થાએ, S.A. Lavochkin, NIIPMiE MAI, GEOKHI અને IKI RAS નામના NPO સાથે મળીને, સૂર્યમંડળના અવશેષ પદાર્થોની પૃથ્વી પર ડિલિવરી માટે એક પ્રોજેક્ટ વિકસાવ્યો છે - નાના અવકાશી પદાર્થના માટીના નમૂનાઓ, મંગળ ફોબોસનો કુદરતી ઉપગ્રહ. (પ્રોજેક્ટ "ફોબોસ-ગ્રન્ટ", મંગળ પર લોન્ચ 2009). આ પ્રોજેક્ટ મૂળભૂત વૈજ્ઞાનિક અને મહત્વપૂર્ણ વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી મહત્વ ધરાવે છે. પ્રોજેક્ટમાં, IPM એ ફ્લાઇટના તમામ તબક્કાઓ (ફિગ. 15) પર બેલિસ્ટિક્સ, નેવિગેશન અને અવકાશયાન ફ્લાઇટ કંટ્રોલની સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કર્યું.

ચોખા. 15. ફોબોસ-ગ્રન્ટ અવકાશયાનની ફ્લાઇટ ડાયાગ્રામ

આ પ્રોજેક્ટ મહત્વપૂર્ણ સામાજિક-રાજકીય મહત્વ ધરાવે છે. ચંદ્ર અને ગ્રહો પરના આપણા અવકાશયાનની ઉડાનોમાં 20-વર્ષના વિરામ પછી, આવા પ્રોજેક્ટના સફળ અમલીકરણથી ગ્રહોની અવકાશ સંશોધનમાં દેશની સત્તા પુનઃસ્થાપિત થશે.

M.V ની પ્રવૃત્તિઓની સંક્ષિપ્ત ઝાંખીનો સારાંશ આપવા માટે. સ્પેસ ફ્લાઇટ મિકેનિક્સના ક્ષેત્રમાં કેલ્ડિશ, અમે કહી શકીએ કે તેણે સોવિયેત રોકેટ અને અવકાશ વિજ્ઞાન અને તકનીકીના વિકાસમાં ઉત્કૃષ્ટ યોગદાન આપ્યું, તેને તેના ઇતિહાસમાં માનનીય સ્થાન લેવાનો અધિકાર આપ્યો.

કોસમોસ શબ્દ યુનિવર્સ શબ્દનો પર્યાય છે. અવકાશને ઘણીવાર પરંપરાગત રીતે નજીકના અવકાશમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જે હાલમાં કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહો, અવકાશયાન, આંતરગ્રહીય સ્ટેશનો અને અન્ય માધ્યમોની મદદથી શોધી શકાય છે, અને દૂરની જગ્યા - બાકીનું બધું, અસંતુલિત રીતે વધારે છે. વાસ્તવમાં, નજીકની જગ્યા એ સૌરમંડળનો ઉલ્લેખ કરે છે, અને દૂરની જગ્યા તારાઓ અને તારાવિશ્વોના વિશાળ વિસ્તરણનો સંદર્ભ આપે છે.

"કોસ્મોનોટિક્સ" શબ્દનો શાબ્દિક અર્થ, જે બે ગ્રીક શબ્દોનું સંયોજન છે - "બ્રહ્માંડમાં સ્વિમિંગ." સામાન્ય ઉપયોગમાં, આ શબ્દનો અર્થ થાય છે વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીની વિવિધ શાખાઓનો સમૂહ જે અવકાશયાનની મદદથી બાહ્ય અવકાશ અને અવકાશી પદાર્થોનું સંશોધન અને વિકાસ પ્રદાન કરે છે - કૃત્રિમ ઉપગ્રહો, વિવિધ હેતુઓ માટે સ્વચાલિત સ્ટેશનો, માનવસહિત અવકાશયાન.

કોસ્મોનૉટિક્સ, અથવા, જેમ કે તેને ક્યારેક કહેવામાં આવે છે, એસ્ટ્રોનોટિક્સ, બાહ્ય અવકાશમાં ઉડાનને જોડે છે, વિજ્ઞાન અને તકનીકીની શાખાઓનો સમૂહ જે વિવિધ અવકાશ માધ્યમોનો ઉપયોગ કરીને માનવજાતની જરૂરિયાતોના હિતમાં બાહ્ય અવકાશના સંશોધન અને ઉપયોગ માટે સેવા આપે છે. માનવજાતના અવકાશ યુગની શરૂઆત 4 ઓક્ટોબર, 1957 માનવામાં આવે છે - તે તારીખ જ્યારે સોવિયત યુનિયનમાં પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહ લોન્ચ કરવામાં આવ્યો હતો.

મહાન રશિયન વૈજ્ઞાનિક કોન્સ્ટેન્ટિન એડ્યુઆર્ડોવિચ ત્સિઓલકોવ્સ્કીના મુખ્ય કાર્યોના પરિણામે અવકાશ ઉડાનનો સિદ્ધાંત, માનવજાતનું લાંબા સમયથી ચાલતું સ્વપ્ન, એક વિજ્ઞાન બની ગયું. તેમણે મિસાઈલ બેલિસ્ટિક્સના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોનો અભ્યાસ કર્યો, લિક્વિડ-પ્રોપેલન્ટ રોકેટ એન્જિનના ડાયાગ્રામની દરખાસ્ત કરી અને એન્જિનના પ્રતિક્રિયાશીલ બળને નિર્ધારિત કરતા કાયદાની સ્થાપના કરી. અવકાશયાનની યોજનાઓ પણ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી અને રોકેટ ડિઝાઇનના સિદ્ધાંતો, જે હવે વ્યવહારમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, આપવામાં આવ્યા હતા. લાંબા સમય સુધી, ક્ષણ સુધી જ્યારે ઉત્સાહીઓ અને વૈજ્ઞાનિકોના વિચારો, સૂત્રો અને રેખાંકનો ડિઝાઇન બ્યુરો અને ફેક્ટરી વર્કશોપમાં "ધાતુમાં" ઉત્પાદિત વસ્તુઓમાં પરિવર્તિત થવા લાગ્યા, અવકાશ વિજ્ઞાનનો સૈદ્ધાંતિક પાયો ત્રણ સ્તંભો પર ટકી રહ્યો હતો: 1) સિદ્ધાંત અવકાશયાન ગતિ; 2) રોકેટ ટેકનોલોજી; 3) બ્રહ્માંડ વિશે ખગોળશાસ્ત્રીય જ્ઞાનની સંપૂર્ણતા. ત્યારબાદ, અવકાશ વિજ્ઞાનના ઊંડાણમાં નવી વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી શાખાઓની વિશાળ શ્રેણી ઊભી થઈ, જેમ કે અવકાશ પદાર્થો માટે નિયંત્રણ પ્રણાલીનો સિદ્ધાંત, અવકાશ સંશોધક, અવકાશ સંચાર અને માહિતી પ્રસારણ પ્રણાલીનો સિદ્ધાંત, અવકાશ જીવવિજ્ઞાન અને દવા વગેરે. હવે આ વિદ્યાશાખાઓ વિના અવકાશ વિજ્ઞાનની કલ્પના કરવી આપણા માટે મુશ્કેલ છે, એ યાદ રાખવું ઉપયોગી છે કે અવકાશ વિજ્ઞાનનો સૈદ્ધાંતિક પાયો કે.ઇ. ત્સિઓલકોવ્સ્કીએ એવા સમયે નાખ્યો હતો જ્યારે રેડિયો તરંગોના ઉપયોગ પર માત્ર પ્રથમ પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા અને રેડિયો શક્ય નહોતું. અવકાશમાં સંચારનું સાધન માનવામાં આવે છે.

ઘણા વર્ષોથી, આંતરગ્રહીય અવકાશયાનના બોર્ડ પરના અરીસાઓ દ્વારા પૃથ્વી તરફ પ્રતિબિંબિત થતા સૂર્યપ્રકાશના કિરણોનો ઉપયોગ કરીને સંકેત આપવાને ગંભીરતાથી સંચારના સાધન તરીકે ગણવામાં આવે છે. હવે જ્યારે આપણે ચંદ્રની સપાટી પરથી લાઇવ ટેલિવિઝન કવરેજ અથવા ગુરુની નજીક કે શુક્રની સપાટી પર લીધેલા રેડિયો ફોટોગ્રાફ્સથી આશ્ચર્યચકિત ન થવા માટે ટેવાયેલા છીએ, આ માનવું મુશ્કેલ છે. તેથી, એવી દલીલ કરી શકાય છે કે અવકાશ સંચારનો સિદ્ધાંત, તેના તમામ મહત્વ હોવા છતાં, હજુ પણ અવકાશ શાખાઓની સાંકળમાં મુખ્ય કડી નથી. આ મુખ્ય કડી અવકાશ પદાર્થોની હિલચાલનો સિદ્ધાંત છે. આ તે છે જેને અવકાશ ઉડાનનો સિદ્ધાંત ગણી શકાય. આ વિજ્ઞાન સાથે સંકળાયેલા વિશેષજ્ઞો પોતે તેને અલગ રીતે કહે છે: અવકાશી મિકેનિક્સ, અવકાશી બેલિસ્ટિક્સ, સ્પેસ બેલિસ્ટિક્સ, કોસ્મોડાયનેમિક્સ, સ્પેસ ફ્લાઈટ મિકેનિક્સ, કૃત્રિમ અવકાશી પદાર્થોની ગતિનો સિદ્ધાંત. આ બધા નામો સમાન અર્થ ધરાવે છે, જે છેલ્લા શબ્દ દ્વારા ચોક્કસપણે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. કોસ્મોડાયનેમિક્સ, આમ, અવકાશી મિકેનિક્સનો એક ભાગ છે - એક વિજ્ઞાન જે કોઈપણ અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલનો અભ્યાસ કરે છે, બંને કુદરતી (તારા, સૂર્ય, ગ્રહો, તેમના ઉપગ્રહો, ધૂમકેતુઓ, ઉલ્કાઓ, કોસ્મિક ધૂળ) અને કૃત્રિમ (સ્વચાલિત અવકાશયાન અને માનવ અવકાશયાન) . પરંતુ ત્યાં કંઈક છે જે અવકાશી મિકેનિક્સથી કોસ્મોડાયનેમિક્સને અલગ પાડે છે. કોસ્મોડાયનેમિક્સ, અવકાશી મિકેનિક્સની છાતીમાં જન્મે છે, તેની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તેના પરંપરાગત માળખામાં બંધ બેસતું નથી.

લાગુ અવકાશી મિકેનિક્સ અને ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ વચ્ચેનો નોંધપાત્ર તફાવત એ છે કે બીજું અવકાશી પદાર્થોની ભ્રમણકક્ષાની પસંદગી સાથે વ્યવહાર કરતું નથી અને કરી શકતું નથી, જ્યારે પ્રથમ ચોક્કસ અવકાશી પદાર્થ સુધી પહોંચવા માટે મોટી સંખ્યામાં સંભવિત માર્ગોમાંથી પસંદગી સાથે વ્યવહાર કરે છે. ચોક્કસ માર્ગ, જે અસંખ્ય, ઘણીવાર વિરોધાભાસી માંગને ધ્યાનમાં લે છે. મુખ્ય આવશ્યકતા એ લઘુત્તમ ગતિ છે કે જે ફ્લાઇટના પ્રારંભિક સક્રિય તબક્કા દરમિયાન અવકાશયાન વેગ આપે છે અને તે મુજબ, પ્રક્ષેપણ વાહન અથવા ભ્રમણકક્ષાના ઉપલા તબક્કા (જ્યારે લો-અર્થ ભ્રમણકક્ષામાંથી પ્રક્ષેપિત થાય છે) નો લઘુત્તમ સમૂહ. આ મહત્તમ પેલોડ અને તેથી ફ્લાઇટની સૌથી મોટી વૈજ્ઞાનિક કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરે છે. નિયંત્રણની સરળતા, રેડિયો સંચારની સ્થિતિઓ (ઉદાહરણ તરીકે, જે ક્ષણે સ્ટેશન તેના ફ્લાયબાય દરમિયાન ગ્રહમાં પ્રવેશે છે તે ક્ષણે), વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટેની શરતો (ગ્રહની દિવસ કે રાત્રિની બાજુએ ઉતરાણ), વગેરેને પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. એકાઉન્ટ કોસ્મોડાયનેમિક્સ સ્પેસ ઓપરેશન ડિઝાઇનર્સને એક ભ્રમણકક્ષાથી બીજી ભ્રમણકક્ષામાં શ્રેષ્ઠ સંક્રમણ માટેની પદ્ધતિઓ પ્રદાન કરે છે. તેના દ્રષ્ટિના ક્ષેત્રમાં ભ્રમણકક્ષાના દાવપેચ છે, જે શાસ્ત્રીય અવકાશી મિકેનિક્સ માટે અજાણ છે. કોસ્મોડાયનેમિક્સ એ સ્પેસ ફ્લાઇટના સામાન્ય સિદ્ધાંતનો પાયો છે (જેમ એરોડાયનેમિક્સ એ એરોપ્લેન, હેલિકોપ્ટર, એરશીપ્સ અને અન્ય એરક્રાફ્ટના વાતાવરણમાં ફ્લાઇટના સિદ્ધાંતનો પાયો છે). કોસ્મોડાયનેમિક્સ આ ભૂમિકાને રોકેટ ગતિશાસ્ત્ર - રોકેટ ગતિનું વિજ્ઞાન સાથે વહેંચે છે. બંને વિજ્ઞાન, નજીકથી જોડાયેલા છે, અવકાશ તકનીકનો આધાર બનાવે છે. તે બંને સૈદ્ધાંતિક મિકેનિક્સના વિભાગો છે, જે પોતે ભૌતિકશાસ્ત્રનો એક અલગ વિભાગ છે. ચોક્કસ વિજ્ઞાન હોવાને કારણે, કોસ્મોડાયનેમિક્સ ગાણિતિક સંશોધન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે અને પ્રસ્તુતિની તાર્કિક રીતે સુસંગત સિસ્ટમની જરૂર છે. એવું નથી કે કોપરનિકસ, ગેલિલિયો અને કેપ્લરની મહાન શોધો પછી જેઓ ગણિત અને મિકેનિક્સના વિકાસમાં સૌથી મોટું યોગદાન આપ્યું છે તેવા વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા અવકાશી મિકેનિક્સનો પાયો વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. આ ન્યુટન, યુલર, ક્લેરાઉટ, ડી'એલેમ્બર્ટ, લેગ્રેન્જ, લેપ્લેસ હતા. અને હાલમાં, ગણિત અવકાશી બેલિસ્ટિક્સની સમસ્યાઓ ઉકેલવામાં મદદ કરે છે અને બદલામાં, કોસ્મોડાયનેમિક્સ તેના માટે જે કાર્યો કરે છે તેના માટે આભાર તેના વિકાસમાં પ્રોત્સાહન મળે છે.

શાસ્ત્રીય અવકાશી મિકેનિક્સ એક સંપૂર્ણ સૈદ્ધાંતિક વિજ્ઞાન હતું. ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકન ડેટા દ્વારા તેના નિષ્કર્ષોની સતત પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. કોસ્મોડાયનેમિક્સે અવકાશી મિકેનિક્સમાં પ્રયોગ રજૂ કર્યો, અને અવકાશી મિકેનિક્સ પ્રથમ વખત પ્રાયોગિક વિજ્ઞાનમાં ફેરવાઈ, આ સંદર્ભમાં, કહો કે, એરોડાયનેમિક્સ જેવી મિકેનિક્સની શાખા સમાન છે. શાસ્ત્રીય અવકાશી મિકેનિક્સની અનૈચ્છિક રીતે નિષ્ક્રિય પ્રકૃતિને અવકાશી બેલિસ્ટિક્સની સક્રિય, અપમાનજનક ભાવના દ્વારા બદલવામાં આવી હતી. એસ્ટ્રોનોટિક્સમાં દરેક નવી સિદ્ધિ એ જ સમયે કોસ્મોડાયનેમિક્સ પદ્ધતિઓની અસરકારકતા અને સચોટતાનો પુરાવો છે. કોસ્મોડાયનેમિક્સ બે ભાગોમાં વહેંચાયેલું છે: અવકાશયાનના દળના કેન્દ્રની ગતિનો સિદ્ધાંત (કોસ્મિક ટ્રેજેકટ્રીનો સિદ્ધાંત) અને દળના કેન્દ્રને સંબંધિત અવકાશયાનની ગતિનો સિદ્ધાંત ("રોટેશનલ ગતિ"નો સિદ્ધાંત).

રોકેટ એન્જિન

બાહ્ય અવકાશમાં પરિવહનનું મુખ્ય અને લગભગ એકમાત્ર સાધન રોકેટ છે, જે આ હેતુ માટે સૌપ્રથમ 1903માં K. E. Tsiolkovsky દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. રોકેટ પ્રોપલ્શનના નિયમો અવકાશ ફ્લાઇટના સિદ્ધાંતના પાયાના પથ્થરોમાંના એકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

કોસ્મોનોટીક્સ પાસે વિવિધ પ્રકારની ઊર્જાના ઉપયોગ પર આધારિત રોકેટ પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ્સનો મોટો શસ્ત્રાગાર છે. પરંતુ તમામ કિસ્સાઓમાં, રોકેટ એન્જિન સમાન કાર્ય કરે છે: એક અથવા બીજી રીતે તે રોકેટમાંથી ચોક્કસ સમૂહને બહાર કાઢે છે, જેનો અનામત (કહેવાતા કાર્યકારી પ્રવાહી) રોકેટની અંદર સ્થિત છે. એક ચોક્કસ બળ રોકેટમાંથી બહાર નીકળેલા સમૂહ પર કાર્ય કરે છે, અને ન્યુટનના મિકેનિક્સના ત્રીજા નિયમ અનુસાર - ક્રિયા અને પ્રતિક્રિયાની સમાનતાનો કાયદો - તે જ બળ, પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં, રોકેટ પર બહાર નીકળેલા સમૂહમાંથી કાર્ય કરે છે. આ છેલ્લું બળ જે રોકેટને આગળ ધપાવે છે તેને થ્રસ્ટ કહેવામાં આવે છે. તે સાહજિક રીતે સ્પષ્ટ છે કે થ્રસ્ટ ફોર્સ વધારે હોવું જોઈએ, રોકેટમાંથી એકમ સમય દીઠ જેટલું વધારે દળ બહાર કાઢવામાં આવે છે અને બહાર નીકળેલા દળને આપી શકાય તેટલી વધુ ઝડપ.

રોકેટ ડિઝાઇનનો સૌથી સરળ આકૃતિ:

વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના વિકાસના આ તબક્કે, વિવિધ ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંતો પર આધારિત રોકેટ એન્જિન છે.

થર્મોકેમિકલ રોકેટ એન્જિન.

થર્મોકેમિકલ (અથવા ફક્ત રાસાયણિક) એન્જિનોના સંચાલનનો સિદ્ધાંત જટિલ નથી: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા (સામાન્ય રીતે દહન પ્રતિક્રિયા) ના પરિણામે, મોટી માત્રામાં ગરમી છોડવામાં આવે છે અને ઉચ્ચ તાપમાને ગરમ થતી પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો, ઝડપથી વિસ્તરે છે. રોકેટમાંથી ખૂબ જ ઝડપે બહાર કાઢ્યું. રાસાયણિક એન્જિનો થર્મલ (હીટ એક્સચેન્જ) એન્જિનના વ્યાપક વર્ગના છે જેમાં હીટિંગ દ્વારા તેના વિસ્તરણના પરિણામે કાર્યકારી પ્રવાહી બહાર વહે છે. આવા એન્જિનો માટે, એક્ઝોસ્ટ ઝડપ મુખ્યત્વે વિસ્તરતા વાયુઓના તાપમાન અને તેમના સરેરાશ પરમાણુ વજન પર આધારિત છે: તાપમાન જેટલું ઊંચું અને પરમાણુ વજન ઓછું, એક્ઝોસ્ટ ઝડપ વધારે છે. લિક્વિડ રોકેટ એન્જિન, સોલિડ ફ્યુઅલ રોકેટ એન્જિન અને એર-બ્રેથિંગ એન્જિન આ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે.

ન્યુક્લિયર થર્મલ એન્જિન.

આ એન્જિનોના સંચાલનના સિદ્ધાંત લગભગ રાસાયણિક એન્જિનના સંચાલનના સિદ્ધાંતથી અલગ નથી. તફાવત એ છે કે કાર્યશીલ પ્રવાહી તેની પોતાની રાસાયણિક ઉર્જા દ્વારા નહીં, પરંતુ ઇન્ટ્રાન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયા દરમિયાન બહાર પડતી "બહાર" ગરમી દ્વારા ગરમ થાય છે. આ સિદ્ધાંતના આધારે, ધબકતા ન્યુક્લિયર થર્મલ એન્જિન, થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પર આધારિત ન્યુક્લિયર થર્મલ એન્જિન અને આઇસોટોપ્સના કિરણોત્સર્ગી સડોની રચના કરવામાં આવી હતી. જો કે, વાતાવરણના કિરણોત્સર્ગી દૂષણના ભય અને વાતાવરણમાં, અવકાશમાં અને પાણીની નીચે પરમાણુ પરીક્ષણ રોકવાના કરારના નિષ્કર્ષને લીધે ઉલ્લેખિત પ્રોજેક્ટ્સ માટે ભંડોળ બંધ કરવામાં આવ્યું હતું.

બાહ્ય ઉર્જા સ્ત્રોત સાથે હીટ એન્જિન.

તેમના ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત બહારથી ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવા પર આધારિત છે. આ સિદ્ધાંતના આધારે, સૌર થર્મલ એન્જિનની રચના કરવામાં આવી છે, જેનો ઉર્જા સ્ત્રોત સૂર્ય છે. અરીસાઓ દ્વારા કેન્દ્રિત સૂર્ય કિરણોનો ઉપયોગ કાર્યકારી પ્રવાહીને સીધો ગરમ કરવા માટે થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિક રોકેટ એન્જિન.

એન્જિનનો આ વ્યાપક વર્ગ વિવિધ પ્રકારનાં એન્જિનોને જોડે છે જે હાલમાં ખૂબ જ સઘન રીતે વિકસાવવામાં આવી રહ્યાં છે. વિદ્યુત ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને કાર્યકારી પ્રવાહીને ચોક્કસ એક્ઝોસ્ટ વેગ સુધી ઝડપી કરવામાં આવે છે. ઊર્જા અવકાશયાન પર સ્થિત પરમાણુ અથવા સૌર ઊર્જા પ્લાન્ટમાંથી મેળવવામાં આવે છે (સૈદ્ધાંતિક રીતે, રાસાયણિક બેટરીમાંથી પણ). વિકસિત થઈ રહેલી ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સની ડિઝાઇન અત્યંત વૈવિધ્યપુર્ણ છે. આમાં ઇલેક્ટ્રોથર્મલ એન્જિન, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક (આયોનિક) એન્જિન, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક (પ્લાઝમા) એન્જિન, વાતાવરણના ઉપરના સ્તરોમાંથી કાર્યકારી પ્રવાહીના સેવન સાથે ઇલેક્ટ્રિક એન્જિનનો સમાવેશ થાય છે.

અવકાશ રોકેટ

આધુનિક સ્પેસ રોકેટ એ એક જટિલ માળખું છે જેમાં સેંકડો હજારો અને લાખો ભાગોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી દરેક તેની ઇચ્છિત ભૂમિકા ભજવે છે. પરંતુ રોકેટને જરૂરી ઝડપે વેગ આપવાના મિકેનિક્સના દૃષ્ટિકોણથી, રોકેટના સંપૂર્ણ પ્રારંભિક સમૂહને બે ભાગોમાં વહેંચી શકાય છે: 1) કાર્યકારી પ્રવાહીનો સમૂહ અને 2) પ્રકાશન પછી બાકી રહેલો અંતિમ સમૂહ. કાર્યકારી પ્રવાહીની. આ બાદમાં ઘણીવાર "શુષ્ક" માસ કહેવામાં આવે છે, કારણ કે મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં કાર્યકારી પ્રવાહી પ્રવાહી બળતણ હોય છે. "શુષ્ક" સમૂહ (અથવા, જો તમે પસંદ કરો છો, તો "ખાલી" સમૂહ, કાર્યકારી પ્રવાહી વિના, રોકેટના) માં બંધારણના સમૂહ અને પેલોડના સમૂહનો સમાવેશ થાય છે. ડિઝાઇનને માત્ર રોકેટની સહાયક રચના, તેના શેલ, વગેરે તરીકે જ નહીં, પરંતુ તેના તમામ એકમો સાથેની પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ, નિયંત્રણો, નેવિગેશન અને સંચાર સાધનો વગેરે સહિતની કંટ્રોલ સિસ્ટમ પણ સમજવી જોઈએ. - એક શબ્દમાં, બધું જે રોકેટની સામાન્ય ઉડાનને સુનિશ્ચિત કરે છે. પેલોડમાં વૈજ્ઞાનિક સાધનો, રેડિયો ટેલિમેટ્રી સિસ્ટમ, ભ્રમણકક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવતા અવકાશયાનનું શરીર, અવકાશયાનના ક્રૂ અને લાઇફ સપોર્ટ સિસ્ટમ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. પેલોડ એવી વસ્તુ છે જેના વિના રોકેટ સામાન્ય ઉડાન ભરી શકે છે.

રોકેટના પ્રવેગને એ હકીકત દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે કે જેમ જેમ કાર્યકારી પ્રવાહી વહે છે, રોકેટનો સમૂહ ઘટતો જાય છે, જેના કારણે, સતત દબાણ સાથે, પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રવેગક સતત વધે છે. પરંતુ, કમનસીબે, રોકેટમાં માત્ર એક કાર્યકારી પ્રવાહીનો સમાવેશ થતો નથી. જેમ જેમ કાર્યકારી પ્રવાહી સમાપ્ત થાય છે તેમ, છોડેલી ટાંકીઓ, શેલના વધારાના ભાગો, વગેરે રોકેટ પર મૃત વજન સાથે બોજ કરવાનું શરૂ કરે છે, તેને વેગ આપવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. કેટલાક બિંદુઓ પર આ ભાગોને રોકેટથી અલગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે. આ રીતે બનેલા રોકેટને સંયુક્ત રોકેટ કહેવામાં આવે છે. મોટે ભાગે, સંયુક્ત રોકેટમાં સ્વતંત્ર રોકેટ તબક્કાઓ હોય છે (આનો આભાર, વિવિધ રોકેટ સિસ્ટમો વ્યક્તિગત તબક્કાઓમાંથી બનાવી શકાય છે), શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે. પરંતુ પગલાઓનું સમાંતર જોડાણ, બાજુ દ્વારા, પણ શક્ય છે. છેલ્લે, સંયુક્ત રોકેટના પ્રોજેક્ટ્સ છે, જેમાં છેલ્લો તબક્કો પાછલા એકની અંદર જાય છે, જે અગાઉના એકની અંદર બંધ હોય છે, વગેરે; આ કિસ્સામાં, તબક્કામાં સામાન્ય એન્જિન હોય છે અને તે હવે સ્વતંત્ર રોકેટ નથી. પછીની યોજનાની નોંધપાત્ર ખામી એ છે કે વિતાવેલા તબક્કાને અલગ કર્યા પછી, જેટ પ્રવેગક ઝડપથી વધે છે, કારણ કે એન્જિન સમાન રહે છે, તેથી થ્રસ્ટ બદલાયો નથી, અને રોકેટના પ્રવેગિત સમૂહમાં તીવ્ર ઘટાડો થયો છે. આ મિસાઇલ માર્ગદર્શનની ચોકસાઈને જટિલ બનાવે છે અને બંધારણની મજબૂતાઈ પર માંગમાં વધારો કરે છે. જ્યારે તબક્કાઓ શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે નવા સ્વિચ કરેલા સ્ટેજમાં ઓછો જોર હોય છે અને પ્રવેગક ઝડપથી બદલાતો નથી. જ્યારે પ્રથમ તબક્કો કાર્યરત છે, ત્યારે અમે સાચા પેલોડની સાથે બાકીના તબક્કાઓને પ્રથમ તબક્કાના પેલોડ તરીકે ધ્યાનમાં લઈ શકીએ છીએ. પ્રથમ તબક્કાના વિભાજન પછી, બીજો તબક્કો કામ કરવાનું શરૂ કરે છે, જે અનુગામી તબક્કાઓ અને વાસ્તવિક પેલોડ સાથે મળીને સ્વતંત્ર રોકેટ ("પ્રથમ સબરોકેટ") બનાવે છે. બીજા તબક્કા માટે, તમામ અનુગામી તબક્કાઓ, સાચા પેલોડ સાથે મળીને, તેમના પોતાના પેલોડની ભૂમિકા ભજવે છે, વગેરે. દરેક પેટા-રોકેટ તેની પોતાની આદર્શ ગતિ હાલની ગતિમાં ઉમેરે છે, અને પરિણામે, અંતિમ આદર્શ ગતિ મલ્ટી-સ્ટેજ રોકેટ એ વ્યક્તિગત સબ-રોકેટની આદર્શ ગતિનો સરવાળો છે.

રોકેટ એક ખૂબ જ "ખર્ચાળ" વાહન છે. અવકાશયાન પ્રક્ષેપણ વાહનો "પરિવહન" મુખ્યત્વે તેમના એન્જિન અને તેમની પોતાની રચનાને ચલાવવા માટે જરૂરી બળતણ, જેમાં મુખ્યત્વે બળતણના કન્ટેનર અને પ્રોપલ્શન સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે. પેલોડ રોકેટના પ્રક્ષેપણ સમૂહના માત્ર એક નાના ભાગ (1.5-2.0%) માટે જવાબદાર છે.

સંયુક્ત રોકેટ એ હકીકતને કારણે સંસાધનોનો વધુ કાર્યક્ષમ ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે કે ઉડાન દરમિયાન એક સ્ટેજ કે જેણે તેનું બળતણ ખતમ કરી દીધું હોય તેને અલગ કરવામાં આવે છે, અને રોકેટનું બાકીનું બળતણ ખર્ચ કરેલા સ્ટેજની ડિઝાઇનને વેગ આપવા માટે વેડફાઇ જતું નથી, જે બની ગયું છે. ફ્લાઇટ ચાલુ રાખવા માટે બિનજરૂરી.

મિસાઇલ રૂપરેખાંકન વિકલ્પો. ડાબેથી જમણે:

1. સિંગલ સ્ટેજ રોકેટ.
2. બે તબક્કાના ક્રોસ-સેક્શન રોકેટ.
3. રેખાંશ વિભાજન સાથે બે તબક્કાનું રોકેટ.
4. બાહ્ય બળતણ ટાંકી ધરાવતું રોકેટ જે તેમાં રહેલું બળતણ ખતમ થયા પછી અલગ થઈ જાય છે.

માળખાકીય રીતે, મલ્ટિ-સ્ટેજ રોકેટ તબક્કાઓના ટ્રાંસવર્સ અથવા રેખાંશ વિભાજન સાથે બનાવવામાં આવે છે.

ટ્રાંસવર્સ વિભાજન સાથે, તબક્કાઓ એક બીજાની ઉપર મૂકવામાં આવે છે અને એક પછી એક ક્રમિક રીતે કાર્ય કરે છે, પાછલા તબક્કાના વિભાજન પછી જ ચાલુ થાય છે. આ યોજના કોઈપણ તબક્કાની સંખ્યા સાથે, સૈદ્ધાંતિક રીતે, સિસ્ટમ્સ બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે. તેનો ગેરલાભ એ છે કે અનુગામી તબક્કાના સંસાધનોનો ઉપયોગ પાછલા એકના કાર્યમાં થઈ શકતો નથી, તેના માટે નિષ્ક્રિય ભાર છે.

રેખાંશના વિભાજન સાથે, પ્રથમ તબક્કામાં ઘણા સમાન રોકેટ (વ્યવહારમાં, બે થી આઠ) હોય છે, જે બીજા તબક્કાના શરીરની આસપાસ સમપ્રમાણરીતે સ્થિત હોય છે, જેથી પ્રથમ તબક્કાના એન્જિનોના પરિણામી થ્રસ્ટ ફોર્સ સપ્રમાણતાની ધરી સાથે નિર્દેશિત થાય છે. બીજા, અને એકસાથે ઓપરેટિંગ. આ યોજના બીજા તબક્કાના એન્જિનને પ્રથમના એન્જિન સાથે વારાફરતી કાર્ય કરવાની મંજૂરી આપે છે, આમ કુલ થ્રસ્ટમાં વધારો થાય છે, જે ખાસ કરીને પ્રથમ તબક્કાના સંચાલન દરમિયાન જરૂરી છે, જ્યારે રોકેટનો સમૂહ મહત્તમ હોય છે. પરંતુ તબક્કાઓના રેખાંશ વિભાજન સાથેનું રોકેટ ફક્ત બે તબક્કાનું હોઈ શકે છે.

એક સંયુક્ત વિભાજન યોજના પણ છે - રેખાંશ-ટ્રાન્સવર્સ, જે તમને બંને યોજનાઓના ફાયદાઓને જોડવાની મંજૂરી આપે છે, જેમાં પ્રથમ તબક્કો બીજા રેખાંશથી વિભાજિત થાય છે, અને પછીના તમામ તબક્કાઓનું વિભાજન ટ્રાંસવર્સલી થાય છે. આ અભિગમનું ઉદાહરણ સ્થાનિક સોયુઝ લોન્ચ વ્હીકલ છે.

સ્પેસ શટલમાં રેખાંશ વિભાજન સાથે બે-તબક્કાના રોકેટની અનન્ય ડિઝાઇન છે, જેમાં પ્રથમ તબક્કામાં બે બાજુ-માઉન્ટેડ ઘન ઇંધણ બૂસ્ટરનો સમાવેશ થાય છે, બીજા તબક્કામાં ઇંધણનો ભાગ ઓર્બિટરની ટાંકીમાં સમાયેલ છે; પુનઃઉપયોગ કરી શકાય તેવું અવકાશયાન પોતે), અને તેમાંથી મોટા ભાગનો ભાગ અલગ કરી શકાય તેવી બાહ્ય બળતણ ટાંકીમાં સમાયેલ છે. પ્રથમ, ઓર્બિટર પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ બાહ્ય ટાંકીમાંથી બળતણનો વપરાશ કરે છે, અને જ્યારે તે ખાલી થઈ જાય છે, ત્યારે બાહ્ય ટાંકી ફરીથી સેટ થાય છે અને એન્જિન ઓર્બિટર ટાંકીમાં રહેલા બળતણ પર કામ કરવાનું ચાલુ રાખે છે. આ યોજના ઓર્બિટરની પ્રોપલ્શન સિસ્ટમનો મહત્તમ ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જે અવકાશયાનના સમગ્ર પ્રક્ષેપણ દરમિયાન ભ્રમણકક્ષામાં કાર્ય કરે છે.

જ્યારે ટ્રાંસવર્સલી અલગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તબક્કાઓ વિશિષ્ટ વિભાગો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે - એડેપ્ટર - નળાકાર અથવા શંકુ આકારની સહાયક રચનાઓ (તબક્કાઓના વ્યાસના ગુણોત્તર પર આધાર રાખીને), જેમાંના દરેકને પછીના તમામ તબક્કાઓના કુલ વજનનો સામનો કરવો જોઈએ, તમામ વિભાગોમાં રોકેટ દ્વારા અનુભવાયેલા ઓવરલોડના મહત્તમ મૂલ્ય દ્વારા ગુણાકાર, જેના પર આ એડેપ્ટર રોકેટનો ભાગ છે. રેખાંશ વિભાજન સાથે, બીજા તબક્કાના શરીર પર પાવર બેન્ડ્સ (આગળ અને પાછળના) બનાવવામાં આવે છે, જેમાં પ્રથમ તબક્કાના બ્લોક્સ જોડાયેલા હોય છે.

સંયુક્ત રોકેટના ભાગોને જોડતા તત્વો તેને નક્કર શરીરની કઠોરતા આપે છે, અને જ્યારે તબક્કાઓ અલગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ લગભગ તરત જ ઉપલા તબક્કાને છોડી દે છે. સામાન્ય રીતે, પગથિયાં પાયરોબોલ્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને જોડાયેલા હોય છે. પાયરોબોલ્ટ એ ફાસ્ટનિંગ બોલ્ટ છે, જેમાં સળિયામાં માથાની બાજુમાં એક પોલાણ બનાવવામાં આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ડિટોનેટર સાથે ઉચ્ચ વિસ્ફોટકથી ભરેલો હોય છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ડિટોનેટર પર વર્તમાન પલ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વિસ્ફોટ થાય છે, બોલ્ટ સળિયાનો નાશ કરે છે, જેના કારણે તેનું માથું ઉતરી જાય છે. પાયરોબોલ્ટમાં વિસ્ફોટકોની માત્રા કાળજીપૂર્વક ડોઝ કરવામાં આવે છે જેથી, એક તરફ, તેને માથું ફાડી નાખવાની ખાતરી આપવામાં આવે છે, અને બીજી તરફ, રોકેટને નુકસાન ન થાય. જ્યારે તબક્કાઓને અલગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વિભાજિત ભાગોને જોડતા તમામ પાયરોબોલ્ટ્સના ઇલેક્ટ્રિક ડિટોનેટર પર એક સાથે વર્તમાન પલ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે, અને જોડાણ મુક્ત થાય છે.

આગળ, પગલાંઓ એકબીજાથી સુરક્ષિત અંતરે હોવા જોઈએ. (નીચા નજીક ઊંચા સ્ટેજનું એન્જિન શરૂ કરવાથી તેની બળતણ ક્ષમતા બર્નઆઉટ થઈ શકે છે અને શેષ બળતણનો વિસ્ફોટ થઈ શકે છે, જે ઉપલા તબક્કાને નુકસાન પહોંચાડશે અથવા તેની ઉડાનને અસ્થિર કરશે.) વાતાવરણમાં તબક્કાઓને અલગ કરતી વખતે, એરોડાયનેમિક બળ આવતા હવાના પ્રવાહનો ઉપયોગ તેમને અલગ કરવા માટે કરી શકાય છે, અને જ્યારે ખાલીપણામાં અલગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કેટલીકવાર સહાયક નાની ઘન રોકેટ મોટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પ્રવાહી રોકેટ પર, આ જ એન્જિન ઉપલા તબક્કાની ટાંકીઓમાં બળતણને "કાપ" કરવા માટે પણ સેવા આપે છે: જ્યારે નીચલા તબક્કાનું એન્જિન બંધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે રોકેટ જડતા દ્વારા ઉડે ​​છે, ફ્રી ફોલની સ્થિતિમાં, જ્યારે પ્રવાહી ટાંકીમાં બળતણ સસ્પેન્શનમાં છે, જે એન્જિન શરૂ કરતી વખતે નિષ્ફળતા તરફ દોરી શકે છે. સહાયક એન્જિનો સ્ટેજને થોડો પ્રવેગક પ્રદાન કરે છે, જેના પ્રભાવ હેઠળ બળતણ ટાંકીના તળિયે "સ્થાયી" થાય છે.

પગલાઓની સંખ્યા વધારવાથી ચોક્કસ મર્યાદા સુધી જ હકારાત્મક અસર મળે છે. વધુ તબક્કાઓ, એડેપ્ટરોનો કુલ સમૂહ વધારે છે, તેમજ ફ્લાઇટના માત્ર એક ભાગ પર કાર્યરત એન્જિનો, અને અમુક સમયે, તબક્કાઓની સંખ્યામાં વધુ વધારો પ્રતિકૂળ બને છે. આધુનિક રોકેટ સાયન્સ પ્રેક્ટિસમાં, નિયમ તરીકે, ચાર કરતાં વધુ તબક્કાઓ બનાવવામાં આવતાં નથી.

તબક્કાઓની સંખ્યા પસંદ કરતી વખતે, વિશ્વસનીયતાના મુદ્દાઓ પણ મહત્વપૂર્ણ છે. પાયરોબોલ્ટ્સ અને સહાયક સોલિડ પ્રોપેલન્ટ રોકેટ મોટર્સ નિકાલજોગ તત્વો છે, જેની કામગીરી રોકેટના પ્રક્ષેપણ પહેલા ચકાસી શકાતી નથી. દરમિયાન, માત્ર એક પાયરોબોલ્ટની નિષ્ફળતા રોકેટની ફ્લાઇટની કટોકટી સમાપ્તિ તરફ દોરી શકે છે. નિકાલજોગ તત્વોની સંખ્યામાં વધારો જે કાર્યાત્મક પરીક્ષણને આધિન નથી તે સમગ્ર રોકેટની સંપૂર્ણ વિશ્વસનીયતા ઘટાડે છે. આ ડિઝાઇનર્સને ઘણા બધા પગલાઓનો ઉપયોગ કરવાનું ટાળવા માટે પણ દબાણ કરે છે.

કોસ્મિક ગતિ

એ નોંધવું અત્યંત અગત્યનું છે કે રોકેટ (અને તેની સાથે સમગ્ર અવકાશયાન) દ્વારા પાથના સક્રિય ભાગ પર, એટલે કે, જ્યારે રોકેટ એન્જિન ચાલી રહ્યું હોય ત્યારે તે પ્રમાણમાં ટૂંકા વિભાગ પર, જે ઝડપ વિકસાવે છે, તે ખૂબ જ હાંસલ થવી જોઈએ. ઉચ્ચ

ચાલો માનસિક રીતે આપણા રોકેટને ખાલી જગ્યામાં મૂકીએ અને તેનું એન્જિન ચાલુ કરીએ. એન્જિને થ્રસ્ટ બનાવ્યો, રોકેટને એક પ્રકારનો પ્રવેગ મળ્યો અને એક સીધી લીટીમાં આગળ વધતા ઝડપ મેળવવાનું શરૂ કર્યું (જો થ્રસ્ટ ફોર્સ તેની દિશા બદલી શકતું નથી). જ્યારે તેનું દળ પ્રારંભિક m 0 થી અંતિમ મૂલ્ય m k સુધી ઘટશે ત્યાં સુધીમાં રોકેટ કેટલી ઝડપ પ્રાપ્ત કરશે? જો આપણે એમ માની લઈએ કે રોકેટમાંથી બહાર નીકળતા દ્રવ્યની ઝડપ w સ્થિર છે (આધુનિક રોકેટમાં આ એકદમ ચોક્કસ રીતે જોવામાં આવે છે), તો રોકેટની ઝડપ v વિકસાવશે, વ્યક્ત સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્ર, જે અન્ય તમામ દળોની ગેરહાજરીમાં, દિશામાં યથાવત, રોકેટ એન્જિનના થ્રસ્ટના પ્રભાવ હેઠળ એરક્રાફ્ટનો વિકાસ થાય છે તે ગતિ નક્કી કરે છે:

જ્યાં ln પ્રાકૃતિક અને લોગ દશાંશ લઘુગણક સૂચવે છે

ત્સિઓલકોવ્સ્કી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરાયેલ ઝડપ, રોકેટના ઊર્જા સંસાધનોની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે. તેને આદર્શ કહેવાય. આપણે જોઈએ છીએ કે આદર્શ ગતિ કાર્યકારી પ્રવાહીના બીજા સામૂહિક વપરાશ પર આધારિત નથી, પરંતુ માત્ર એક્ઝોસ્ટ વેગ w અને સંખ્યા z = m 0 /m k પર આધાર રાખે છે, જેને સમૂહ ગુણોત્તર અથવા Tsiolkovsky નંબર કહેવાય છે.

કહેવાતા કોસ્મિક વેગનો ખ્યાલ છે: પ્રથમ, બીજો અને ત્રીજો. પ્રથમ કોસ્મિક વેલોસીટી એ ઝડપ છે કે જેનાથી પૃથ્વી પરથી છોડવામાં આવેલ બોડી (અવકાશયાન) તેનો ઉપગ્રહ બની શકે છે. જો આપણે વાતાવરણના પ્રભાવને ધ્યાનમાં ન લઈએ, તો સમુદ્ર સપાટીથી સીધા જ પ્રથમ એસ્કેપ વેગ 7.9 કિમી/સેકંડ છે અને પૃથ્વીથી વધતા અંતર સાથે ઘટે છે. પૃથ્વીથી 200 કિમીની ઊંચાઈએ તેની ઝડપ 7.78 કિમી/સે છે. વ્યવહારિક રીતે, પ્રથમ એસ્કેપ વેગ 8 કિમી/સેકન્ડ માનવામાં આવે છે.

પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવા અને ફેરવવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, સૂર્યના ઉપગ્રહમાં અથવા સૌરમંડળના કોઈ અન્ય ગ્રહ સુધી પહોંચવા માટે, પૃથ્વી પરથી છોડવામાં આવેલ એક શરીર (અવકાશયાન) બીજા એસ્કેપ વેગ સુધી પહોંચવું જોઈએ, જે સમાન લેવામાં આવે છે. 11.2 કિમી/સે.

શરીર (અવકાશયાન) પાસે પૃથ્વીની સપાટી પર ત્રીજો કોસ્મિક વેગ હોવો આવશ્યક છે જ્યાં તે જરૂરી છે કે તે પૃથ્વી અને સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણને પાર કરી શકે અને સૂર્યમંડળ છોડી શકે. ત્રીજો એસ્કેપ વેલોસીટી 16.7 કિમી/સેકન્ડ માનવામાં આવે છે.

કોસ્મિક વેગ તેમના મહત્વમાં પ્રચંડ છે. તેઓ હવામાં ધ્વનિની ગતિ કરતા દસ ગણા ઝડપી છે. આના પરથી જ સ્પષ્ટ થાય છે કે અવકાશ વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં કયા જટિલ કાર્યોનો સામનો કરવો પડી રહ્યો છે.

શા માટે કોસ્મિક વેગ આટલો પ્રચંડ છે અને અવકાશયાન પૃથ્વી પર કેમ પડતું નથી? ખરેખર, તે વિચિત્ર છે: સૂર્ય, તેના પ્રચંડ ગુરુત્વાકર્ષણ દળો સાથે, પૃથ્વી અને સૌરમંડળના અન્ય તમામ ગ્રહોને પોતાની નજીક રાખે છે, તેમને બાહ્ય અવકાશમાં ઉડતા અટકાવે છે. તે વિચિત્ર લાગે છે કે પૃથ્વી ચંદ્રને પોતાની નજીક રાખે છે. બધા શરીરો વચ્ચે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે, પરંતુ ગ્રહો ગતિમાં હોવાથી સૂર્ય પર પડતા નથી, આ રહસ્ય છે.

બધું પૃથ્વી પર પડે છે: વરસાદના ટીપાં, સ્નોવફ્લેક્સ, પર્વત પરથી પડતો પથ્થર અને ટેબલ પરથી ઉથલાવેલો કપ. અને ચંદ્ર? તે પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે. જો તે ગુરુત્વાકર્ષણ દળો માટે ન હોત, તો તે ભ્રમણકક્ષામાં સ્પર્શક રીતે ઉડી જશે, અને જો તે અચાનક બંધ થઈ જશે, તો તે પૃથ્વી પર પડી જશે. ચંદ્ર, પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણને લીધે, સીધા માર્ગથી ભટકે છે, જાણે પૃથ્વી પર "પડતો" હોય.

ચંદ્રની હિલચાલ ચોક્કસ ચાપ સાથે થાય છે, અને જ્યાં સુધી ગુરુત્વાકર્ષણ કાર્ય કરશે ત્યાં સુધી ચંદ્ર પૃથ્વી પર આવશે નહીં. તે પૃથ્વી સાથે સમાન છે - જો તે બંધ થઈ જાય, તો તે સૂર્યમાં પડી જશે, પરંતુ આ સમાન કારણોસર થશે નહીં. બે પ્રકારની ગતિ - એક ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, બીજી જડતાને કારણે - ઉમેરાય છે અને વક્ર ગતિમાં પરિણમે છે.

સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ, જે બ્રહ્માંડને સંતુલિત રાખે છે, તેની શોધ અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિક આઇઝેક ન્યૂટને કરી હતી. જ્યારે તેણે તેની શોધ પ્રકાશિત કરી, ત્યારે લોકોએ કહ્યું કે તે પાગલ થઈ ગયો છે. ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ માત્ર ચંદ્ર અને પૃથ્વીની હિલચાલ જ નહીં, પણ સૌરમંડળના તમામ અવકાશી પદાર્થો તેમજ કૃત્રિમ ઉપગ્રહો, ભ્રમણકક્ષાના સ્ટેશનો અને આંતરગ્રહીય અવકાશયાનને પણ નિર્ધારિત કરે છે.

કેપલરના કાયદા

અવકાશયાનની ભ્રમણકક્ષાને ધ્યાનમાં લેતા પહેલા, ચાલો કેપ્લરના નિયમોને ધ્યાનમાં લઈએ જે તેનું વર્ણન કરે છે.

જોહાન્સ કેપલરને સૌંદર્યની ભાવના હતી. તેમના સમગ્ર પુખ્ત જીવન તેમણે સાબિત કરવાનો પ્રયાસ કર્યો કે સૌરમંડળ એ કલાનું એક પ્રકારનું રહસ્યવાદી કાર્ય છે. પહેલા તેણે તેની રચનાને શાસ્ત્રીય પ્રાચીન ગ્રીક ભૂમિતિના પાંચ નિયમિત પોલિહેડ્રા સાથે જોડવાનો પ્રયાસ કર્યો. (રેગ્યુલર પોલિહેડ્રોન એ ત્રિ-પરિમાણીય આકૃતિ છે, જેના તમામ ચહેરા સમાન નિયમિત બહુકોણ છે.) કેપ્લરના સમયે, છ ગ્રહો જાણીતા હતા, જે "સ્ફટિક ગોળાઓ" પર ફરતા હોવાનું માનવામાં આવતું હતું. કેપ્લરે દલીલ કરી હતી કે આ ગોળાઓ એવી રીતે ગોઠવાયેલા છે કે નિયમિત પોલિહેડ્રા અડીને આવેલા ગોળાઓ વચ્ચે બરાબર ફિટ થઈ જાય. બે બાહ્ય ગોળાઓ વચ્ચે - શનિ અને ગુરુ - તેણે બાહ્ય ગોળામાં એક ક્યુબ અંકિત કર્યો, જેમાં બદલામાં, આંતરિક ગોળા કોતરવામાં આવે છે; ગુરુ અને મંગળના ગોળાઓ વચ્ચે - એક ટેટ્રાહેડ્રોન (નિયમિત ટેટ્રાહેડ્રોન), વગેરે. ગ્રહોના છ ગોળા, તેમની વચ્ચે પાંચ નિયમિત પોલિહેડ્રા અંકિત - એવું લાગે છે કે તે સંપૂર્ણતા પોતે જ છે?

અરે, ગ્રહોની અવલોકન કરેલ ભ્રમણકક્ષા સાથે તેના મોડેલની તુલના કર્યા પછી, કેપલરને સ્વીકારવાની ફરજ પડી હતી કે અવકાશી પદાર્થોનું વાસ્તવિક વર્તન તેણે દર્શાવેલ સુમેળપૂર્ણ માળખામાં બંધબેસતું નથી. સદીઓ સુધી ટકી રહેલ કેપ્લરના જુવાનીના આવેગનું એકમાત્ર પરિણામ એ સૌરમંડળનું એક મોડેલ હતું, જે પોતે વૈજ્ઞાનિક દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું અને તેના આશ્રયદાતા ડ્યુક ફ્રેડરિક વોન વર્ટેમબર્ગને ભેટ તરીકે રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. આ સુંદર રીતે એક્ઝિક્યુટેડ મેટલ આર્ટિફેક્ટમાં, ગ્રહોના તમામ ભ્રમણકક્ષાના ગોળા અને તેમાં અંકિત નિયમિત પોલિહેડ્રા એ હોલો કન્ટેનર છે જે એકબીજા સાથે વાતચીત કરતા નથી, જે રજાના દિવસે ડ્યુકના મહેમાનોની સારવાર માટે વિવિધ પીણાંથી ભરવામાં આવતા હતા.

પ્રાગ ગયા પછી અને પ્રખ્યાત ડેનિશ ખગોળશાસ્ત્રી ટાયકો બ્રાહેના સહાયક બન્યા પછી જ, કેપ્લરને એવા વિચારો આવ્યા કે જેણે વિજ્ઞાનના ઇતિહાસમાં તેનું નામ ખરેખર અમર કરી દીધું. ટાયકો બ્રાહે તેમનું સમગ્ર જીવન ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનો ડેટા એકત્રિત કરવામાં વિતાવ્યું અને ગ્રહોની હિલચાલ વિશે મોટી માત્રામાં માહિતી એકઠી કરી. તેમના મૃત્યુ પછી તેઓ કેપ્લરના કબજામાં આવ્યા. આ રેકોર્ડ્સ, માર્ગ દ્વારા, તે સમયે ખૂબ જ વ્યાવસાયિક મૂલ્ય ધરાવતા હતા, કારણ કે તેનો ઉપયોગ શુદ્ધ જ્યોતિષીય જન્માક્ષરનું સંકલન કરવા માટે થઈ શકે છે (આજે વૈજ્ઞાનિકો પ્રારંભિક ખગોળશાસ્ત્રના આ વિભાગ વિશે મૌન રહેવાનું પસંદ કરે છે).

ટાઈકો બ્રાહેના અવલોકનોના પરિણામો પર પ્રક્રિયા કરતી વખતે, કેપ્લરને એક સમસ્યા આવી કે, આધુનિક કોમ્પ્યુટર સાથે પણ, કોઈને અસ્પષ્ટ લાગે છે, અને કેપ્લર પાસે બધી ગણતરીઓ હાથ વડે હાથ ધરવા સિવાય કોઈ વિકલ્પ નહોતો. અલબત્ત, તેમના સમયના મોટા ભાગના ખગોળશાસ્ત્રીઓની જેમ, કેપ્લર પહેલેથી જ કોપરનિકન સૂર્યકેન્દ્રીય પ્રણાલીથી પરિચિત હતા અને જાણતા હતા કે પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ ફરે છે, જેમ કે સૌરમંડળના ઉપર વર્ણવેલ મોડેલ દ્વારા પુરાવા મળે છે. પરંતુ પૃથ્વી અને અન્ય ગ્રહો બરાબર કેવી રીતે ફરે છે? ચાલો સમસ્યાની નીચે પ્રમાણે કલ્પના કરીએ: તમે એવા ગ્રહ પર છો જે, પ્રથમ, તેની ધરીની આસપાસ ફરે છે, અને બીજું, તમારા માટે અજાણી ભ્રમણકક્ષામાં સૂર્યની આસપાસ ફરે છે. આકાશમાં જોતાં, આપણે અન્ય ગ્રહો જોઈએ છીએ જે આપણા માટે અજાણ્યા ભ્રમણકક્ષામાં પણ ફરે છે. અને કાર્ય એ નિર્ધારિત કરવાનું છે કે, સૂર્યની આસપાસ તેની ધરીની આસપાસ ફરતા આપણા વિશ્વ પર બનાવેલા અવલોકન ડેટાના આધારે, ભ્રમણકક્ષાની ભૂમિતિ અને અન્ય ગ્રહોની ગતિની ગતિ. કેપ્લરે આખરે આ જ કર્યું, જે પછી, પ્રાપ્ત પરિણામોના આધારે, તેણે તેના ત્રણ કાયદા મેળવ્યા!

પ્રથમ કાયદો ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાના માર્ગની ભૂમિતિનું વર્ણન કરે છે: સૌરમંડળમાં દરેક ગ્રહ એક લંબગોળમાં ફરે છે, જેમાંથી એક કેન્દ્રમાં સૂર્ય સ્થિત છે. શાળાના ભૂમિતિના અભ્યાસક્રમમાંથી - એક લંબગોળ એ પ્લેન પરના બિંદુઓનો સમૂહ છે, જેમાંથી બે નિશ્ચિત બિંદુઓ સુધીના અંતરનો સરવાળો - foci - એક સ્થિરતા સમાન છે. અથવા બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, શંકુની બાજુની સપાટીના એક ભાગની કલ્પના કરો કે એક પ્લેન દ્વારા તેના આધારના ખૂણા પર, આધારમાંથી પસાર થતા નથી - આ પણ એક લંબગોળ છે. કેપ્લરનો પહેલો કાયદો જણાવે છે કે ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષા લંબગોળ છે, જેમાં સૂર્ય એક કેન્દ્રસ્થાને છે. ભ્રમણકક્ષાની વિષમતા (વિસ્તરણની ડિગ્રી) અને પેરિહેલિયન (સૂર્યની સૌથી નજીકનું બિંદુ) અને એપોહેલિયા (સૌથી દૂરનું બિંદુ) પર સૂર્યથી તેમનું અંતર બધા ગ્રહો માટે અલગ છે, પરંતુ તમામ લંબગોળ ભ્રમણકક્ષામાં એક વસ્તુ સમાન છે - સૂર્ય લંબગોળના બે કેન્દ્રમાંથી એક પર સ્થિત છે. ટાયકો બ્રાહેના અવલોકન ડેટાનું પૃથ્થકરણ કર્યા પછી, કેપ્લરે તારણ કાઢ્યું કે ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાઓ નેસ્ટેડ એલિપ્સનો સમૂહ છે. તેમના પહેલાં, આ કોઈ ખગોળશાસ્ત્રીને થયું ન હતું.

કેપ્લરના પ્રથમ કાયદાનું ઐતિહાસિક મહત્વ વધારે પડતું આંકી શકાય તેમ નથી. તેમના પહેલાં, ખગોળશાસ્ત્રીઓ માનતા હતા કે ગ્રહો ફક્ત ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં જ ફરે છે, અને જો આ અવલોકનોના માળખામાં બંધબેસતું ન હોય, તો મુખ્ય પરિપત્ર ગતિ નાના વર્તુળો દ્વારા પૂરક હતી જે ગ્રહોએ મુખ્ય પરિપત્ર ભ્રમણકક્ષાના બિંદુઓની આસપાસ વર્ણવેલ છે. આ મુખ્યત્વે એક દાર્શનિક સ્થિતિ હતી, એક પ્રકારની અપરિવર્તનશીલ હકીકત, શંકા કે ચકાસણીને પાત્ર નથી. ફિલોસોફરોએ દલીલ કરી હતી કે પૃથ્વીની જેમ અવકાશી માળખું તેની સુમેળમાં સંપૂર્ણ છે, અને ભૌમિતિક આકૃતિઓમાં સૌથી સંપૂર્ણ વર્તુળ અને ગોળ હોવાથી તેનો અર્થ એ છે કે ગ્રહો વર્તુળમાં ફરે છે. મુખ્ય બાબત એ છે કે, ટાયકો બ્રાહેના વ્યાપક અવલોકન ડેટાની ઍક્સેસ મેળવીને, જોહાન્સ કેપ્લર આ દાર્શનિક પૂર્વગ્રહને દૂર કરવા સક્ષમ હતા, તે જોઈને કે તે તથ્યોને અનુરૂપ નથી - જેમ કોપરનિકસે પૃથ્વીને કેન્દ્રમાંથી દૂર કરવાની હિંમત કરી. બ્રહ્માંડના, સતત ભૂકેન્દ્રીય વિચારોનો વિરોધાભાસ કરતી દલીલોનો સામનો કરવો પડ્યો, જેમાં ભ્રમણકક્ષામાં રહેલા ગ્રહોના "અયોગ્ય વર્તન"નો પણ સમાવેશ થાય છે.

બીજો કાયદો સૂર્યની આસપાસના ગ્રહોની ગતિની ગતિમાં ફેરફારનું વર્ણન કરે છે: દરેક ગ્રહ સૂર્યના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતા વિમાનમાં ફરે છે અને સમાન સમયગાળામાં, સૂર્ય અને ગ્રહને જોડતો ત્રિજ્યા વેક્ટર સમાન વિસ્તારોનું વર્ણન કરે છે. . ગ્રહની લંબગોળ ભ્રમણકક્ષા તેને સૂર્યથી જેટલી દૂર લઈ જાય છે, તેની ગતિ જેટલી ધીમી તે સૂર્યની નજીક આવે છે, તેટલી ઝડપથી ગ્રહ આગળ વધે છે. હવે કલ્પના કરો કે ગ્રહની બે સ્થિતિઓને તેની ભ્રમણકક્ષામાં જોડતી રેખાખંડની જોડી જે લંબગોળના કેન્દ્રમાં છે જેમાં સૂર્ય સ્થિત છે. તેમની વચ્ચે પડેલા લંબગોળ ભાગ સાથે મળીને, તેઓ એક ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેનો વિસ્તાર ચોક્કસપણે "એક સીધી રેખા સેગમેન્ટ દ્વારા કાપવામાં આવેલ વિસ્તાર" છે. આ બીજા કાયદા વિશે વાત કરે છે તે બરાબર છે. ગ્રહ સૂર્યની જેટલો નજીક છે, તેટલા નાના ભાગો. પરંતુ આ કિસ્સામાં, સમાન સમયમાં સમાન ક્ષેત્રને આવરી લેવા માટે, ગ્રહે તેની ભ્રમણકક્ષામાં વધુ અંતરની મુસાફરી કરવી જોઈએ, જેનો અર્થ છે કે તેની હિલચાલની ઝડપ વધે છે.

પ્રથમ બે કાયદા એક જ ગ્રહના ભ્રમણકક્ષાના માર્ગની વિશિષ્ટતાઓ સાથે વ્યવહાર કરે છે. કેપ્લરનો ત્રીજો નિયમ આપણને ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાની એકબીજા સાથે તુલના કરવાની મંજૂરી આપે છે: સૂર્યની આસપાસના ગ્રહોની ક્રાંતિના સમયગાળાના વર્ગો ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાના અર્ધ-મુખ્ય અક્ષોના ક્યુબ્સ તરીકે સંબંધિત છે. તે કહે છે કે કોઈ ગ્રહ સૂર્યથી જેટલો દૂર છે, તે ભ્રમણકક્ષામાં ફરતી વખતે સંપૂર્ણ ક્રાંતિ પૂર્ણ કરવામાં વધુ સમય લે છે અને તે મુજબ, આ ગ્રહ પર "વર્ષ" ચાલે છે. આજે આપણે જાણીએ છીએ કે આ બે પરિબળોને કારણે છે. પ્રથમ, ગ્રહ સૂર્યથી જેટલો દૂર છે, તેની ભ્રમણકક્ષાની પરિમિતિ જેટલી લાંબી છે. બીજું, જેમ જેમ સૂર્યથી અંતર વધે છે તેમ તેમ ગ્રહની ગતિવિધિની રેખીય ગતિ પણ ઘટતી જાય છે.

તેમના કાયદાઓમાં, કેપ્લરે અવલોકનોના પરિણામોનો અભ્યાસ અને સામાન્યીકરણ કર્યા પછી, હકીકતો ફક્ત કહી. જો તમે તેને પૂછ્યું હોત કે ભ્રમણકક્ષાની લંબગોળતા અથવા ક્ષેત્રોના ક્ષેત્રોની સમાનતાનું કારણ શું છે, તો તેણે તમને જવાબ આપ્યો ન હોત. આ ફક્ત તેણે કરેલા વિશ્લેષણમાંથી અનુસરવામાં આવ્યું. જો તમે તેને અન્ય સ્ટાર સિસ્ટમ્સમાં ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાની ગતિ વિશે પૂછો, તો તેની પાસે પણ તમને જવાબ આપવા માટે કંઈ જ નહીં હોય. તેણે ફરીથી બધું શરૂ કરવું પડશે - અવલોકન ડેટા એકઠા કરો, પછી તેનું વિશ્લેષણ કરો અને પેટર્નને ઓળખવાનો પ્રયાસ કરો. એટલે કે, તેની પાસે એવું માનવા માટે કોઈ કારણ નથી કે અન્ય ગ્રહમંડળ સૂર્યમંડળ જેવા જ નિયમોનું પાલન કરે છે.

ન્યૂટનના ક્લાસિકલ મિકેનિક્સની સૌથી મોટી જીત એ હકીકતમાં છે કે તે કેપ્લરના કાયદાઓ માટે મૂળભૂત સમર્થન પૂરું પાડે છે અને તેમની સર્વવ્યાપકતા પર ભાર મૂકે છે. તે તારણ આપે છે કે કેપ્લરના નિયમો ન્યૂટનના મિકેનિક્સના નિયમો, ન્યૂટનના સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમ અને સખત ગાણિતિક ગણતરીઓ દ્વારા કોણીય ગતિના સંરક્ષણના કાયદામાંથી મેળવી શકાય છે. અને જો એમ હોય તો, અમે ખાતરી કરી શકીએ છીએ કે કેપ્લરના નિયમો બ્રહ્માંડમાં ગમે ત્યાં કોઈપણ ગ્રહ સિસ્ટમ માટે સમાનરૂપે લાગુ પડે છે. અવકાશમાં નવી ગ્રહોની પ્રણાલીઓ શોધતા ખગોળશાસ્ત્રીઓ સમયાંતરે સમયાંતરે (અને તેમાંથી થોડાક પહેલાથી જ મળી આવ્યા છે), અલબત્ત, દૂરના ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાના પરિમાણોની ગણતરી કરવા માટે કેપ્લરના સમીકરણોનો ઉપયોગ કરે છે, જો કે તેઓ તેનું પ્રત્યક્ષ અવલોકન કરી શકતા નથી. .

કેપ્લરનો ત્રીજો કાયદો આધુનિક બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાનમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે અને ભજવે છે. દૂરના તારાવિશ્વોનું અવલોકન કરીને, ખગોળશાસ્ત્રીઓ આકાશગંગાના કેન્દ્રમાંથી ખૂબ જ દૂરની ભ્રમણકક્ષામાં પરિભ્રમણ કરતા હાઇડ્રોજન અણુઓ દ્વારા ઉત્સર્જિત અસ્પષ્ટ સંકેતો શોધી કાઢે છે - તારાઓ સામાન્ય રીતે હોય છે તેના કરતાં ઘણું આગળ. આ કિરણોત્સર્ગના સ્પેક્ટ્રમમાં ડોપ્લર અસરનો ઉપયોગ કરીને, વૈજ્ઞાનિકો ગેલેક્ટીક ડિસ્કના હાઇડ્રોજન પરિઘની પરિભ્રમણ ગતિ નક્કી કરે છે અને તેમાંથી સમગ્ર તારાવિશ્વોની કોણીય ગતિ નક્કી કરે છે. વૈજ્ઞાનિકના કાર્યો, જેમણે આપણને આપણા સૌરમંડળની રચનાની સાચી સમજણના માર્ગ પર નિશ્ચિતપણે મૂક્યા, અને આજે, તેમના મૃત્યુની સદીઓ પછી, વિશાળ બ્રહ્માંડની રચનાના અભ્યાસમાં આવી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

ભ્રમણકક્ષા

સ્પેસક્રાફ્ટ ફ્લાઇટ ટ્રેજેકટોરીઝની ગણતરીનું ખૂબ મહત્વ છે, જેમાં મુખ્ય ધ્યેયનો પીછો કરવો જોઈએ - મહત્તમ ઊર્જા બચત. અવકાશયાનના ફ્લાઇટ પાથની ગણતરી કરતી વખતે, સૌથી ફાયદાકારક સમય નક્કી કરવો જરૂરી છે અને, જો શક્ય હોય તો, લોંચ સ્થાન, લોંચ દરમિયાન પૃથ્વીના વાતાવરણ સાથે ઉપકરણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે ઉદ્ભવતા એરોડાયનેમિક અસરોને ધ્યાનમાં લેવું અને સમાપ્ત કરો, અને ઘણું બધું.

ઘણા આધુનિક અવકાશયાન, ખાસ કરીને ક્રૂ સાથે, પ્રમાણમાં નાના ઓનબોર્ડ રોકેટ એન્જિનો ધરાવે છે, જેનો મુખ્ય હેતુ ભ્રમણકક્ષામાં જરૂરી સુધારણા અને ઉતરાણ દરમિયાન બ્રેકિંગ છે. ફ્લાઇટ પાથની ગણતરી કરતી વખતે, ગોઠવણ સાથે સંકળાયેલા તેના ફેરફારો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. મોટાભાગના માર્ગો (હકીકતમાં, સમગ્ર માર્ગ, તેના સક્રિય ભાગ અને ગોઠવણ સમયગાળા સિવાય) એન્જિનો બંધ સાથે હાથ ધરવામાં આવે છે, પરંતુ, અલબત્ત, અવકાશી પદાર્થોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રોના પ્રભાવ હેઠળ.

અવકાશયાનના માર્ગને ભ્રમણકક્ષા કહેવામાં આવે છે. અવકાશયાનની મુક્ત ઉડાન દરમિયાન, જ્યારે તેના ઓનબોર્ડ જેટ એન્જિનો બંધ હોય છે, ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ દળો અને જડતાના પ્રભાવ હેઠળ ચળવળ થાય છે, જેમાં મુખ્ય બળ પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ છે.

જો આપણે પૃથ્વીને સખત ગોળાકાર માનીએ, અને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની ક્રિયાને એકમાત્ર બળ માનવામાં આવે છે, તો અવકાશયાનની ગતિ કેપ્લરના જાણીતા નિયમોનું પાલન કરે છે: તે સ્થિર (સંપૂર્ણ અવકાશમાં) વિમાનમાંથી પસાર થાય છે. પૃથ્વીનું કેન્દ્ર - ભ્રમણકક્ષાનું વિમાન; ભ્રમણકક્ષામાં લંબગોળ અથવા વર્તુળનો આકાર હોય છે (એલિપ્સનો વિશેષ કેસ).

ભ્રમણકક્ષાને સંખ્યાબંધ પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે - જથ્થાની એક સિસ્ટમ જે અવકાશમાં અવકાશી પદાર્થની ભ્રમણકક્ષા, તેનું કદ અને આકાર, તેમજ અમુક નિશ્ચિત ક્ષણે અવકાશી પદાર્થની ભ્રમણકક્ષામાં સ્થિતિ નક્કી કરે છે. કેપલરના નિયમો અનુસાર શરીર જે અવ્યવસ્થિત ભ્રમણકક્ષા સાથે આગળ વધે છે તે આના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

1. ઓર્બિટલ ઝોક (i)સંદર્ભ વિમાન માટે; 0° થી 180° સુધીના મૂલ્યો હોઈ શકે છે. જો શરીર ઉત્તર ગ્રહણ ધ્રુવ અથવા ઉત્તર અવકાશી ધ્રુવ પર નિરીક્ષક તરફ ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધી રહ્યું હોય તો ઝોક 90° કરતા ઓછો હોય છે અને જો શરીર વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધી રહ્યું હોય તો 90° કરતા વધુ હોય છે. જ્યારે સૂર્યમંડળ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પૃથ્વીના કૃત્રિમ ઉપગ્રહો માટે સામાન્ય રીતે સંદર્ભ વિમાન તરીકે પસંદ કરવામાં આવે છે, પૃથ્વીના વિષુવવૃત્તનું વિમાન સામાન્ય રીતે અન્ય ઉપગ્રહો માટે સંદર્ભ વિમાન તરીકે પસંદ કરવામાં આવે છે; સૂર્યમંડળના ગ્રહો, સંબંધિત ગ્રહનું વિષુવવૃત્ત વિમાન સામાન્ય રીતે સંદર્ભ વિમાન તરીકે પસંદ કરવામાં આવે છે.
2. ચડતા નોડ રેખાંશ (Ω)- ભ્રમણકક્ષાના મૂળભૂત તત્વોમાંનું એક, જેનો ઉપયોગ ગાણિતિક રીતે ભ્રમણકક્ષાના આકાર અને અવકાશમાં તેની દિશાનું વર્ણન કરવા માટે થાય છે. તે બિંદુને વ્યાખ્યાયિત કરે છે કે જ્યાં ભ્રમણકક્ષા મુખ્ય વિમાનને દક્ષિણથી ઉત્તર દિશામાં છેદે છે. સૂર્યની આસપાસ ફરતા શરીર માટે, મુખ્ય સમતલ ગ્રહણ છે, અને શૂન્ય બિંદુ એ મેષનું પ્રથમ બિંદુ (વર્નલ ઇક્વિનોક્સ) છે.
3. મુખ્ય ધરી(ઓ)એલિપ્સની અડધી મુખ્ય ધરી છે. ખગોળશાસ્ત્રમાં, તે ફોકસથી અવકાશી પદાર્થનું સરેરાશ અંતર દર્શાવે છે.
4. તરંગીતા- કોનિક વિભાગની સંખ્યાત્મક લાક્ષણિકતા. વિમાનની હિલચાલ અને સમાનતા રૂપાંતરણોના સંદર્ભમાં વિચિત્રતા અપરિવર્તનશીલ છે અને ભ્રમણકક્ષાના "સંકોચન" ની લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
5. પેરિએપ્સિસ દલીલ- આકર્ષિત કેન્દ્રથી ભ્રમણકક્ષાના ચડતા નોડ અને પેરિએપ્સિસ (આકર્ષક કેન્દ્રની સૌથી નજીક ઉપગ્રહની ભ્રમણકક્ષાનો બિંદુ), અથવા ગાંઠોની રેખા અને લાઇનની રેખા વચ્ચેના ખૂણા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. વાનરો ઉપગ્રહની હિલચાલની દિશામાં આકર્ષિત કેન્દ્રમાંથી ગણવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે 0°-360°ની રેન્જમાં પસંદ કરવામાં આવે છે. ચડતા અને ઉતરતા નોડને નિર્ધારિત કરવા માટે, આકર્ષિત કેન્દ્ર ધરાવતા ચોક્કસ (કહેવાતા આધાર) પ્લેનને પસંદ કરવામાં આવે છે. ગ્રહણ સમતલ (સૂર્યની ફરતે ગ્રહો, ધૂમકેતુઓ, લઘુગ્રહોની ગતિ), ગ્રહનું વિષુવવૃત્તીય વિમાન (ગ્રહની આસપાસ ઉપગ્રહોની હિલચાલ), વગેરેનો સામાન્ય રીતે બેઝ પ્લેન તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
6. સરેરાશ વિસંગતતાઅવ્યવસ્થિત ભ્રમણકક્ષામાં ફરતા શરીર માટે - તેની સરેરાશ ગતિનું ઉત્પાદન અને પેરિએપ્સિસ પસાર કર્યા પછીનો સમય અંતરાલ. આમ, સરેરાશ વિસંગતતા એ કાલ્પનિક શરીરના પેરિએપ્સિસથી કોણીય અંતર છે જે સરેરાશ ગતિની સમાન કોણીય વેગ સાથે ગતિ કરે છે.

ભ્રમણકક્ષાના વિવિધ પ્રકારો છે - વિષુવવૃત્તીય (ઝોક "i" = 0°), ધ્રુવીય (ઝોક "i" = 90°), સૂર્ય-સિંક્રનસ ભ્રમણકક્ષા (ભ્રમણકક્ષાના પરિમાણો એવા છે કે ઉપગ્રહ પૃથ્વીની સપાટી પરના કોઈપણ બિંદુ પરથી પસાર થાય છે. લગભગ સમાન સમયનો સ્થાનિક સૌર સમય), નીચી-ભ્રમણકક્ષા (160 કિમીથી 2000 કિમી સુધીની ઊંચાઈ), મધ્ય-ભ્રમણકક્ષા (2000 કિમીથી 35786 કિમી સુધીની ઊંચાઈ), જીઓસ્ટેશનરી (ઊંચાઈ 35786 કિમી), ઉચ્ચ-ભ્રમણકક્ષા (વધુ ઊંચાઈ) 35786 કિમી કરતાં).