હાલમાં, અવકાશ સંશોધન વ્યક્તિગત પ્રયોગોમાંથી અવકાશ તકનીકના રોજિંદા ઉપયોગ તરફ આગળ વધ્યું છે. અવકાશયાન પ્રણાલીઓ ટેલિવિઝન અને ઈન્ટરનેટ સહિત વિશ્વવ્યાપી સંચાર પ્રદાન કરે છે; અવકાશમાંથી પૃથ્વીના અવલોકનો ખનિજ સંશોધન હાથ ધરવાનું, હવામાન અને હવામાનશાસ્ત્રની આફતોની વધુ વિશ્વસનીય આગાહી, પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિનું નિરીક્ષણ અને ઘણું બધું શક્ય બનાવે છે. પરંતુ અવકાશનો માર્ગ હજુ પણ મુશ્કેલ અને જોખમી છે. કમનસીબે, સૌથી અદ્યતન, અત્યાધુનિક સ્પેસ ટેક્નોલૉજી પણ હજુ સુધી એકદમ વિશ્વસનીય બની શકતી નથી. એવી આપત્તિઓ પણ હતી જેણે નાયકોના જીવનનો દાવો કર્યો હતો. આમ, ભ્રમણકક્ષામાંથી ઉતરતી વખતે, યુરી ગાગરીન લગભગ મૃત્યુ પામ્યા હતા અને યુએસએસઆરના પાઇલટ-કોસ્મોનૉટ વ્લાદિમીર કોમરોવનું પૃથ્વી પર પાછા ફરવાનું દુ:ખદ રીતે સમાપ્ત થયું હતું. અવકાશમાં ફ્લાઇટના તમામ તબક્કાઓ વચ્ચે, વંશ અવકાશયાન(KA) સૌથી ખતરનાક રહે છે.
ભ્રમણકક્ષામાંથી અવકાશયાનના ઉતરાણમાં આખરે આપેલ વિસ્તારમાં અથવા પૃથ્વીની સપાટી પર આપેલ બિંદુએ આંચકા વિનાનું ઉતરાણ સામેલ છે. જેના પર ઉતરાણ સંબંધિત ઝડપતેની સિદ્ધિની ક્ષણે પૃથ્વી તરફનો અભિગમ અનુમતિપાત્ર મર્યાદાને ઓળંગતો નથી, તેને નરમ કહેવામાં આવે છે. પદ્ધતિસરના દૃષ્ટિકોણથી, નજીક-ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાંથી ઉતરતા માર્ગને ચાર લાક્ષણિક વિભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે (ફિગ. 1).
|
|
બ્રેકિંગ સેક્શન 1-2, નિયમ તરીકે, બ્રેકિંગ પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ (BPS) ના ટૂંકા ગાળાના સક્રિયકરણ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. બ્રેકિંગનો હેતુ અવકાશયાનને પ્રારંભિક ભ્રમણકક્ષા ss 1 (ફિગ. 2) થી આવા લંબગોળ માર્ગ s 1 s in માં સ્થાનાંતરિત કરવાનો છે, જેનું પરિકેન્દ્ર (આકર્ષક કેન્દ્રની સૌથી નજીકનું બિંદુ) નીચે સ્થિત છે. ઉપલી મર્યાદા ગાઢ સ્તરોવાતાવરણ ગાઢ સ્તરોની ઉપરની સીમાની ઊંચાઈ પૃથ્વીનું વાતાવરણ(પ્રવેશ સીમાઓ) 100-120 કિમી છે.
અવકાશયાનનો મફત ઉડાન વિભાગ 2-3 ટીડીયુ બંધ થાય ત્યારથી તે ઉપરના ભાગ સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી શરતી સીમાવાતાવરણ (અતિરિક્ત-વાતાવરણીય ભાગ 1 સે ઇન ધ ડિસેન્ટ ટ્રેજેક્ટરી). આ વિસ્તારમાં હિલચાલ, પ્રથમ અંદાજ સુધી, ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રિય ક્ષેત્રમાં ચળવળ તરીકે ગણી શકાય.
વાતાવરણમાં ચળવળનો વિભાગ 3-4 (વાતાવરણનો ભાગ વંશના માર્ગના s n માં). વાતાવરણની ઉપરની સીમાને પસાર કરવાની ક્ષણથી લેન્ડિંગ સાધનોનો ઉપયોગ શરૂ થાય ત્યાં સુધી આ વિભાગ છે: પેરાશૂટ સિસ્ટમ, ટીડીયુ નરમ ઉતરાણ. આ બિંદુએ, પૃથ્વી પર ઉતરતા વાહન મોટા એરોડાયનેમિક દળોના પ્રભાવનો અનુભવ કરે છે, જે બળ કરતા અનેક ગણા વધારે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ. આ વિસ્તાર અવકાશયાન દ્વારા અનુભવાતા ઓવરલોડના સંદર્ભમાં અને અવકાશયાનના શરીરના એરોડાયનેમિક હીટિંગની તીવ્રતાના સંદર્ભમાં જોખમી છે.
લેન્ડિંગ વિભાગ 4-5 (લેન્ડિંગ ગિયરના ઉપયોગની શરૂઆતથી ઉતરાણની ક્ષણ સુધી).
વાતાવરણીય ઉડાન તબક્કા દરમિયાન એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા (C y / C x - જ્યાં C y અને C x એરોડાયનેમિક ગુણાંક છે) નો ઉપયોગ થાય છે કે નહીં તેના આધારે, બેલિસ્ટિક વંશ અને નિયંત્રિત વંશ વચ્ચે તફાવત બનાવવામાં આવે છે.
બેલિસ્ટિક દ્વારા અમારો અર્થ એરોડાયનેમિક ગુણવત્તાના ઉપયોગ વિના વંશનો થાય છે, અને નિયંત્રિત વંશ દ્વારા અમારો અર્થ એરોડાયનેમિક કાર્યક્ષમતા સાથે થાય છે. આ વિભાજન શરતી છે અને તે માત્ર વંશની સૌથી નોંધપાત્ર બાજુ પર ભાર આપવાના હેતુ માટે આપવામાં આવે છે (એરોડાયનેમિક ગુણવત્તાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે કે નહીં).
બેલિસ્ટિક વંશ દરમિયાન, વિભાગ 3-4 એ એરોડાયનેમિક બ્રેકિંગ દ્વારા એવી ઝડપે દર્શાવવામાં આવે છે કે પેરાશૂટ સિસ્ટમ સક્રિય થઈ શકે છે, જ્યારે એરોડાયનેમિક ડ્રેગમાં માત્ર બળનો સમાવેશ થાય છે. ખેંચો, અને પ્રશિક્ષણ અને બાજુની દળો સંપૂર્ણપણે ગેરહાજર છે.
એરોડાયનેમિક બ્રેકિંગ ડિસેન્ટ વ્હીકલની સ્પીડને પ્રથમ સ્પેસ સ્પીડથી 150 - 250 m/s સુધી ઘટાડે છે.
આ કિસ્સામાં, ડ્રેગ ફોર્સ ચળવળની દિશા પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળના પ્રક્ષેપણ સમાન બને છે અને વંશ એકસમાન બને છે. બ્રેકિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને સોફ્ટ લેન્ડિંગ (કેટલાક મીટર પ્રતિ સેકન્ડની લેન્ડિંગ ઝડપ) સુધી વધુ બ્રેકિંગ કરી શકાય છે: પેરાશૂટ, રોટર (હેલિકોપ્ટર જેવા જ પ્રકારનું પ્રોપેલર), અથવા નાનું રોકેટ એન્જિન.
એક અનોખી બ્રેકિંગ પદ્ધતિ એ છે કે નેટનો ઉપયોગ કરીને એરક્રાફ્ટ દ્વારા ડિસેન્ટ વ્હીકલને પકડવું (યુએસએમાં 1960-1962માં ડિસ્કવરી શ્રેણીના ઉપગ્રહોના કન્ટેનરને ભ્રમણકક્ષામાંથી તેમજ 2004માં નીચે ઉતારતી વખતે ઉપયોગમાં લેવાય છે).
લેન્ડિંગ ટ્રેજેક્ટરીના સેક્શન 4-5, બદલામાં, બે સ્વતંત્ર લેન્ડિંગ તત્વોમાં વિભાજિત થવું જોઈએ: પેરાશૂટ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને બ્રેકિંગ અને ઉતરાણ પહેલાં તરત જ સોફ્ટ લેન્ડિંગ કંટ્રોલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને અંતિમ બ્રેકિંગ.
વધુ આશાસ્પદ છે આયોજનવાતાવરણમાં વંશ કે જે દરમિયાન પ્રશિક્ષણ બળ હોય છે. ગ્લાઈડિંગ વંશ અવકાશયાત્રીઓ માટે ઉતરાણ કરવાનું સરળ બનાવે છે, કારણ કે તે ધીમી બ્રેકિંગ પ્રદાન કરે છે, જેના કારણે ઓવરલોડ 3-4 થઈ જાય છે (વાતાવરણમાં પ્રવેશના પૂરતા નાના ખૂણા પર બેલિસ્ટિક વંશ માટે તે 8-10 છે). વધુમાં, ગ્લાઈડિંગ વંશ દરમિયાન, વાતાવરણમાં ફ્લાઇટની શ્રેણી અને દિશાને નિયંત્રિત કરવાની મૂળભૂત સંભાવના છે, જે સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ઉતરાણને વધુ સચોટ રીતે હાથ ધરવા અથવા ઉતરાણની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉતરાણ વિસ્તાર પસંદ કરવાની મંજૂરી આપે છે. .
ચંદ્રની સપાટી પર સોફ્ટ લેન્ડિંગ કરતી વખતે, જેમાં વાતાવરણ નથી, અવકાશયાનને જેટ એન્જિન દ્વારા બ્રેક કરવામાં આવે છે. આ પ્રકારનું વંશ કહેવામાં આવે છે જેટ વંશ. .
છેવટે, તે મૂળભૂત રીતે શક્ય છે સંયુક્તવાતાવરણમાં ઉતરવું, એટલે કે. આવા વંશ કે જેમાં એરોડાયનેમિક દળો અને પ્રતિક્રિયાશીલ બળની સંયુક્ત ક્રિયા હેઠળ બ્રેકિંગ હાથ ધરવામાં આવે છે.
પ્રેસે પ્રાયોગિક અમલીકરણ અંગે અહેવાલ આપ્યો નીચેના પ્રકારોઉતરતા
- એરોડાયનેમિક બેલિસ્ટિક (જહાજો "વોસ્ટોક" અને "વોસ્કોડ", વગેરે);
- એરોડાયનેમિક ગ્લાઈડિંગ (સોયુઝ જહાજોની કેબિન વગેરે)?
- જેટ ("Luna-9 I", "Luna-17", વગેરે).
સંક્ષિપ્ત વર્ણન વિવિધ પ્રકારોવંશ આપણને નિષ્કર્ષ પર આવવા દે છે કે વાતાવરણના ગાઢ સ્તરોમાં પ્રવેશના ખૂણાનું મૂલ્ય (અને ફિગ. 2 માં) અવકાશયાનના વાતાવરણીય વિભાગ પર આગળ વધતી વખતે ઓવરલોડ અને એરોડાયનેમિક હીટિંગ પર ખૂબ જ નોંધપાત્ર પ્રભાવ ધરાવે છે. વંશનો માર્ગ (s in s n).
દેખીતી રીતે, આ કોણની તીવ્રતા બ્રેકિંગ સ્પીડ ઇન્ક્રીમેન્ટની તીવ્રતા પર આધારિત છે. આ કરવા માટે, થ્રસ્ટ વેક્ટરને વેગ વેક્ટર (ફિગ. 2) સામે દિશામાન કરવું જરૂરી છે, અવકાશયાનના સમૂહના કેન્દ્રમાં ચોક્કસ આવેગ લાગુ કરો. નિયંત્રણ બળ. વેગમાં ફેરફાર અંગેના પ્રમેય મુજબ, આ આવેગ ગતિમાં ફેરફારનું કારણ બનશે, જે સંબંધ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આ અર્થમાં, આપણે ઝડપના નિયંત્રણ આવેગ વિશે વાત કરી શકીએ છીએ, જેનો અર્થ છે કે બળ આવેગ (·t) ની ક્રિયાને કારણે ઝડપમાં વધારો. વંશની વિશિષ્ટતા ફ્લાઇટના વાતાવરણીય ભાગ દરમિયાન પોતાને મેનીફેસ્ટ કરે છે. તેથી, અમે અવકાશયાનના વાતાવરણની ઉપરની પરંપરાગત સીમાને ઓળંગવાની ક્ષણને ગતિની પ્રારંભિક સ્થિતિ તરીકે લઈશું. બેલિસ્ટિક વંશની ગણતરી કરવા માટે, વેગ વેક્ટર k ની ઊંચાઈ H, માં ઝડપ અને ઝોકનો કોણ આ સમયે સેટ કરવા માટે તે પૂરતું છે. સ્થાનિક ક્ષિતિજમાં (ફિગ. 2). વાતાવરણમાં અવકાશયાનના પ્રવેશની તીવ્રતા દર્શાવતું મુખ્ય પરિમાણ એ પ્રવેશ કોણ છે. તે વર્ટિકલ એન્ટ્રી સ્પીડ નક્કી કરે છે
V r =V ઇનપુટ સિનઇનપુટ
અથવા નાના ઇનપુટ ખૂણા પર
V r =V ઇનપુટ ·ઇનપુટ
ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે V ઇનપુટ = 8000 m/s,ઇનપુટ = - 0.1 રેડ. અમારી પાસે V r = 800 m/s છે.કેવી રીતે મોટો કોણપ્રવેશ, અવકાશયાન વધુ તીવ્રતાથી વાતાવરણમાં ડૂબી જાય છે. વાતાવરણમાં નિમજ્જન ડ્રેગ ફોર્સમાં વધારો સાથે છે
Q = C x cV 2 S/2, અને, પરિણામે, ઓવરલોડ્સ
n x =Q/mg 0 = C x (h) V 2 S/(2m g 0),જ્યાં
(h) - ઊંચાઈ પર આધાર રાખીને હવાની ઘનતા
જ્યારે ઓવરલોડ n x, વધીને, મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે n x = | પાપ| આ ક્ષણથી બ્રેકિંગ શરૂ થાય છે (ગતિ ઘટાડવી).
વંશના માર્ગો માટેની આવશ્યકતાઓ.
વંશના માર્ગ માટેની આવશ્યકતાઓ સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવવાની પ્રકૃતિમાંથી ઊભી થાય છે. જો અમે વાત કરી રહ્યા છીએવસવાટવાળા (માનવસહિત) અવકાશયાનના વંશ વિશે, પછી મુખ્ય જરૂરિયાત સલામતી છે. બદલામાં, ઉતરાણ દરમિયાન ફ્લાઇટની સલામતીને મહત્તમ ઓવરલોડ, મોટા (ચોક્કસ સ્તરથી ઉપર) ઓવરલોડનો સમયગાળો, એરોડાયનેમિક હીટિંગ, શ્રેણીની સાથે અને બાજુની દિશામાં ઉતરાણ બિંદુના મહત્તમ વિચલનો જેવી લાક્ષણિકતાઓના સંયોજન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આવશ્યકતાઓનો બીજો જૂથ અવકાશયાન પરના બળતણના મર્યાદિત પુરવઠાને કારણે છે અને ઉપલબ્ધ ઉર્જા અનામતના સૌથી તર્કસંગત ઉપયોગ માટે ઉકળે છે. જો ડિસેન્ટ વ્હીકલ ડિઝાઇન સ્ટેજ પર હોય, તો તેઓ સૌથી ઓછા શક્ય ઉર્જા વપરાશ સાથે વંશના માર્ગ માટે અન્ય તમામ જરૂરિયાતોને સંતોષવા માટે પ્રયત્ન કરે છે.
જો અવકાશયાન પહેલેથી જ બોર્ડ પર થ્રસ્ટર માટે કાર્યકારી પ્રવાહીના ચોક્કસ પુરવઠા સાથે બનાવવામાં આવ્યું છે, તો મિસ પ્રભુત્વ ઘટાડવાની જરૂરિયાત છે.
તેથી, ઓવરલોડ, એરોડાયનેમિક હીટિંગ, સ્લિપ અને ઊર્જા વપરાશ - આ સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓની સૂચિ છે જે ચોક્કસ આવશ્યકતાઓના સ્વરૂપમાં સલામતી અને કાર્યક્ષમતા શરતો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
તેના પર ભાર મૂકવો આવશ્યક છે કે ન્યૂનતમ ઓવરલોડ, હીટિંગ (થર્મલ સંરક્ષણનું લઘુત્તમ વજન), ઉર્જા વપરાશ અને અંતે, વિસર્જન માટેની જરૂરિયાતો અસંગત (વિરોધાભાસી) છે. ઉદાહરણ તરીકે, બેલેસ્ટિક વંશ જેટલો વધારે છે (વાતાવરણમાં પ્રવેશનો ખૂણો જેટલો મોટો હશે), વાતાવરણમાં હલનચલનનો સમય જેટલો ઓછો હશે, વંશના માર્ગમાં ઓછો ખલેલ પડશે અને પરિણામે, ઉતરાણની સચોટતા વધારે છે. જો કે, વાતાવરણમાં પ્રવેશના ખૂણામાં વધારો, એક તરફ, દાવપેચને પૂર્ણ કરવા માટે જરૂરી બળતણ વપરાશમાં વધારો સાથે સંકળાયેલ છે, અને બીજી બાજુ, આ મહત્તમ ઓવરલોડમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. એ જ રીતે, લઘુત્તમ ઉર્જા વપરાશ અને લઘુત્તમ મિસ માટેની જરૂરિયાતો વિરોધાભાસી છે. તેથી, સ્વાભાવિક રીતે પ્રશ્ન ઊભો થાય છે કે આ આવશ્યકતાઓના વાજબીપણાને કેવી રીતે સંપર્ક કરવો.
સામાન્ય રીતે તેઓ નીચે મુજબ કરે છે. સૌથી વધુ એક સ્વીકારો મહત્વપૂર્ણ જરૂરિયાતોનિર્ધારિત પરિબળ તરીકે, ઉદાહરણ તરીકે, લઘુત્તમ ઊર્જા વપરાશ. અન્ય જરૂરિયાતો સમાનતા અથવા અસમાનતા જેવા પ્રતિબંધોના સ્વરૂપમાં ઘડવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વંશ દરમિયાન ઓવરલોડ ચોક્કસ અનુમતિપાત્ર મૂલ્ય કરતાં વધુ ન હોવો જોઈએ, એટલે કે. n x<= n х доп.
સામાન્ય રીતે, વંશના અભ્યાસની પ્રકૃતિના આધારે, મુખ્ય જરૂરિયાત કાં તો ઉર્જાનો વપરાશ, અથવા અભિન્ન ઉષ્મા પ્રવાહ અથવા ચૂકી જવાની છે. આ અથવા તે મર્યાદાને યોગ્ય રીતે સેટ કરવા માટે, વંશના માર્ગ માટે આ જથ્થામાં સંભવિત ફેરફારોની શ્રેણીને જાણવી જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, બેલિસ્ટિક વંશ માટે, મહત્તમ ઓવરલોડનું સૌથી નાનું મૂલ્ય 8 ના ક્રમમાં છે, અને તેથી તે જરૂરી છે કે બેલિસ્ટિક વંશ માટે ઓવરલોડ 4-5 કરતાં વધી ન જાય તે ખોટું છે. મર્યાદાઓ સેટ કરવી આવશ્યક છે જેથી કરીને, તેમની સંભવિતતાની મર્યાદામાં, વંશનો માર્ગ હોય. તેથી, વંશને નિર્ધારિત કરતા પરિમાણોના અનુમતિપાત્ર મૂલ્યોની શ્રેણીને જાણવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
વંશના પરિમાણોના સ્વીકાર્ય મૂલ્યોના વિસ્તારને સામાન્ય રીતે એન્ટ્રી કોરિડોર કહેવામાં આવે છે. પ્રવેશ કોરિડોર ભ્રમણકક્ષાના ચોક્કસ બિંદુ (અદ્રશ્ય બિંદુ) પરથી અનુમતિપાત્ર વંશના માર્ગોનું બંડલ બાંધવામાં આવે તો તેની કલ્પના કરવી ભૌમિતિક રીતે સરળ છે. જો કે, માત્રાત્મક રીતે, એન્ટ્રી કોરિડોર વંશના પરિમાણો વચ્ચે કેટલીક નિર્ભરતાના સ્વરૂપમાં રજૂ કરવામાં આવે છે.
આકૃતિ 3 મહત્તમ ઓવરલોડ n x max અને ચોક્કસ ગુણાંક દર્શાવે છે જે બેલિસ્ટિક વંશ માટે વાતાવરણમાં પ્રવેશના ખૂણા પર અભિન્ન ગરમી પ્રવાહ Q y ની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે. આ આકૃતિમાં, એન્ટ્રી કોરિડોર ફરીથી એન્ટ્રી એંગલ્સની સ્વીકાર્ય શ્રેણી દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યો છે. ડાબી સીમા સલામત પ્રવેશની સ્થિતિ (વાતાવરણ દ્વારા અવકાશયાનને કેપ્ચર) પરથી નક્કી કરવામાં આવે છે, અને જમણી સીમા એ શરત પરથી નક્કી કરવામાં આવે છે કે વંશ દરમિયાન ઓવરલોડ nx વધારાથી વધુ ન હોય. જો તમે અભિન્ન ગરમીના પ્રવાહ પર મર્યાદા લાદશો, તો આ કોરિડોર વધુ નાનો બની શકે છે. Q y = 1.5 પર, કોરિડોરની ડાબી સરહદ ડોટેડ લાઇન સાથે બતાવવામાં આવે છે.
એન્ટ્રી કોરિડોર વિશે માત્ર બેલિસ્ટિક વંશ માટે જ નહીં, પણ એરોડાયનેમિક ગુણવત્તાનો ઉપયોગ કરીને વંશ માટે પણ વાત કરવી અર્થપૂર્ણ છે.
એરોડાયનેમિક ગુણવત્તાના ઉપયોગ દ્વારા વાતાવરણમાં દાવપેચ મહત્તમ ઓવરલોડના સ્તરને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે. ઓવરલોડના મહત્તમ સ્તરમાં ફેરફાર પ્રશિક્ષણ બળનો ઉપયોગ કરીને અવકાશયાનના વાતાવરણમાં નિમજ્જનની તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરીને થાય છે. આ ઓછા ઓવરલોડ સાથે વાતાવરણના પાતળા સ્તરોમાં લાંબા ગાળાની બ્રેકિંગની ખાતરી આપે છે. નીચા ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાંથી 0 થી -2° સુધીના પ્રવેશ ખૂણા પર K=C y /C x પર n x મહત્તમ ની અંદાજિત અવલંબન આકૃતિ 4 માં બતાવવામાં આવી છે.
જો આપણે સમાન પ્રારંભિક ભ્રમણકક્ષામાંથી એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા સાથે બેલિસ્ટિક વંશ અને વંશને ધ્યાનમાં લઈએ, તો ગુણવત્તાના ઉપયોગને લીધે આપણે પ્રવેશ કોરિડોરનું વિસ્તરણ મેળવીએ છીએ. જી-ફોર્સ પીકના "કટીંગ" ને કારણે જમણી સીમાને મોટા અનુમતિપાત્ર ખૂણા પર ખસેડવામાં આવે છે, જો પૃથ્વીના કેન્દ્રમાંથી નિર્દેશિત લિફ્ટ ફોર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો નીચે મુજબ કહી શકાય એન્ટ્રી સેક્શન, આ વાતાવરણમાંથી અવકાશયાનની બહાર નીકળવાની સુવિધા આપશે, જેના પરિણામે ડાબી સીમા મોટા એન્ટ્રી એંગલ તરફ જશે, જો પ્રારંભિક વિભાગમાં લિફ્ટનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો નથી, તો પછી ડાબી સીમા અપરિવર્તિત રહેશે પ્રારંભિક પ્રવેશ વિભાગમાં લિફ્ટ ફોર્સ પૃથ્વીના કેન્દ્ર તરફ નિર્દેશિત છે, આ અવકાશયાનને વાતાવરણમાંથી બહાર નીકળતા અટકાવશે (ઉચ્ચ ઝડપે પ્રવેશ) અને નાના એન્ટ્રી એન્ગલ સાથે સ્થિર પ્રવેશ શક્ય છે.
કુલ ગરમીના પ્રવાહ અંગે, એ નોંધવું જોઇએ કે ફ્લાઇટની અવધિમાં વધારો થવાને કારણે, જ્યારે ઓવરલોડ પીક "કટ ઓફ" થાય છે, ત્યારે ગરમીનો પ્રવાહ વધે છે.
અવકાશયાનની દાવપેચ ક્ષમતાઓની હાજરી, એરોડાયનેમિક ગુણવત્તાના મહત્તમ મૂલ્ય દ્વારા નિર્ધારિત, વાતાવરણમાં વંશના માર્ગને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે ઉદ્દેશ્ય પૂર્વજરૂરીયાતો બનાવે છે. જો આપણે વિવિધ પ્રતિબંધો હેઠળ ઉતરતા માર્ગને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીએ, તો મહત્તમ પ્રવેશ કોરિડોર શોધવાનું શક્ય છે.
વંશ નિયંત્રણને ઑપ્ટિમાઇઝ કરતી વખતે, વધારાની અવરોધો ઊભી થાય છે. ખાસ કરીને, એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા K મહત્તમથી વધુ ન હોવી જોઈએ.
વધુમાં, રોલ એંગલ અને એટેકના એંગલ પર પ્રતિબંધો મૂકી શકાય છે.
આમ, અવકાશયાનના ઉતરાણ માટેની આવશ્યકતાઓનો સમૂહ નીચેના સ્વરૂપમાં વ્યવસ્થિત કરી શકાય છે:
1. વંશની ગુણવત્તા માટેની સામાન્ય આવશ્યકતાઓ:
ન્યૂનતમ ઊર્જા વપરાશ;
લઘુત્તમ અભિન્ન ગરમી પ્રવાહ;
શ્રેણી સાથે અને બાજુ પર ન્યૂનતમ વિક્ષેપ;
2. વંશના માર્ગ અને નિયંત્રણ પરિમાણો પર લાદવામાં આવેલી મર્યાદાઓ:
TDU ના થ્રસ્ટ વેક્ટરના સંભવિત અભિગમ અનુસાર, ઉદાહરણ તરીકે, એન્જિન સૂર્ય તરફ લક્ષી હોવું જોઈએ;
અનુમતિપાત્ર ઓવરલોડ અનુસાર;
અનુમતિપાત્ર એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા અનુસાર;
હુમલો અને રોલના કોણ દ્વારા;
અનુમતિપાત્ર ગરમીના પ્રવાહ અનુસાર;
લૉગિન સુરક્ષા.
સાહિત્ય.
1. અવકાશ તકનીક પર એન્જિનિયરિંગ સંદર્ભ પુસ્તક. યુએસએસઆર સંરક્ષણ મંત્રાલયનું લશ્કરી પબ્લિશિંગ હાઉસ, 1977.
શટલ એન્ડેવર કેલિફોર્નિયામાં એડવર્ડ્સ એરફોર્સ બેઝ પર ઉતર્યું હતું. કેપ કેનાવેરલ ખાતે અવકાશયાનને લેન્ડ કરવાના બે પ્રયાસો ખરાબ હવામાનને કારણે રદ કરવામાં આવ્યા હતા.
પૃથ્વી પર અવકાશયાનનું ઉતરાણ પરંપરાગત રીતે ત્રણ તબક્કામાં વહેંચાયેલું છે: ડીઓર્બિટ; વાતાવરણમાં ઉડાન; વાસ્તવિક ઉતરાણ.
ઉપકરણની પ્રચંડ ગતિ ઊર્જાનો મુખ્ય ભાગ - 7.9 કિમી/સેકન્ડની ભ્રમણકક્ષાની ગતિથી નાની (સબસોનિક) ઝડપ સુધી - બીજા વિભાગમાં - વાતાવરણમાં ઉડાનથી ઓલવાઈ જાય છે. આ કિસ્સામાં, ગંભીર તાપમાન અને ઓવરલોડની સ્થિતિ ઊભી થાય છે. બંને પરિબળો - હીટિંગ અને ઓવરલોડ - વાહન અને લોકો બંને માટે ખતરનાક બની શકે છે, અને ડિઝાઇન સોલ્યુશન્સ અને વંશના માર્ગના વિશેષ નિયંત્રણ બંનેની જરૂર છે.
જો વાહનની એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા (લિફ્ટ ફોર્સ અને એરક્રાફ્ટના ડ્રેગ ફોર્સનો ગુણોત્તર) શૂન્ય હોય, તો વંશ બેલિસ્ટિક, એટલે કે, બેકાબૂ, બેહદ માર્ગ સાથે. ચોક્કસ ચોકસાઈ સાથે જાણીતા અવકાશયાન અને વાતાવરણીય પરિમાણોની આપેલ લાક્ષણિકતાઓ માટે બેલિસ્ટિક વંશના માર્ગની અગાઉથી ગણતરી કરવામાં આવે છે; આ માર્ગના આધારે, વાતાવરણમાં અવકાશયાનના પ્રવેશનું સ્થાન અને કોણ પસંદ કરવામાં આવે છે, જે આપેલ વિસ્તારમાં તેનું ઉતરાણ સુનિશ્ચિત કરે છે. બેલિસ્ટિક વંશ દરમિયાન ઓવરલોડની તીવ્રતા લગભગ સંપૂર્ણપણે વાતાવરણમાં પ્રવેશના કોણ (સ્થાનિક ક્ષિતિજ તરફના માર્ગના ઝોકનો કોણ) પર આધારિત છે. જો પ્રવેશ કોણ 0.5-1 ડિગ્રી હોય, તો ટોચનો ઓવરલોડ 8-10 એકમો સુધી પહોંચશે. એન્ટ્રી એંગલ જેટલો મોટો, તેટલો ઊંચો માર્ગ અને જી-ફોર્સ વધારે.
પ્રથમ વોસ્ટોક અને બુધ અવકાશયાન માટે, બેલિસ્ટિક વંશ એ પ્રમાણભૂત વિકલ્પ હતો. આ પ્રકારના જહાજો બેલિસ્ટિક માર્ગ સાથે ભ્રમણકક્ષામાંથી પાછા ફર્યા, કારણ કે તેમના ગોળાકાર હલમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ લિફ્ટ નથી અને તેમના એરોડાયનેમિક ગુણો શૂન્યની નજીક હતા. તબીબી તપાસ દરમિયાન, અવકાશયાત્રીઓના પ્રથમ સમૂહને 12 એકમોની મહત્તમ જી-ફોર્સ આપવામાં આવી હતી.
જો ઉપકરણની એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા 0.3-0.7 છે, તો વંશ કહેવામાં આવે છે અર્ધ-બેલિસ્ટિક અથવા સ્લાઇડિંગ. અવકાશયાનની આગલી પેઢીમાં સ્લાઇડિંગ ડિસેન્ટ પ્રમાણભૂત વિકલ્પ બની ગયો. સોયુઝ સ્પેસક્રાફ્ટના ડિસેન્ટ વ્હીકલ (DA)માં ગોળાકાર સેગમેન્ટના રૂપમાં આગળની ઢાલ હોય છે અને તેની પાછળ કાપેલા શંકુ ("હેડલાઇટ")ના રૂપમાં શરીર હોય છે. વાતાવરણમાં ફરતી વખતે, ઉપકરણ હુમલાના ચોક્કસ (સંતુલિત) કોણ પર સંતુલિત થાય છે. આ એક નાનું પ્રશિક્ષણ બળ બનાવે છે, જે તમને વંશના માર્ગને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. બ્રેકિંગ દરમિયાન મહત્તમ ઓવરલોડ 4 એકમો છે.
જો વાહનની એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા એક કરતા વધારે હોય, તો ડિસેન્ટ હશે આયોજન. આવા વંશ સાથે, એક પ્રશિક્ષણ બળ છે. ગ્લાઈડિંગ ડિસેન્ટ અવકાશયાત્રીઓ માટે લેન્ડ કરવાનું સરળ બનાવે છે, કારણ કે તે ધીમી બ્રેકિંગ પૂરી પાડે છે, પરિણામે જી-ફોર્સમાં 3-4 યુનિટનો ઘટાડો થાય છે. વધુમાં, ગ્લાઈડિંગ વંશ દરમિયાન, વાતાવરણમાં ફ્લાઇટની શ્રેણી અને દિશાને નિયંત્રિત કરવાનું મૂળભૂત રીતે શક્ય છે, જે તમને કાં તો વધુ સચોટ રીતે ઉતરાણ કરવાની અથવા ઉતરાણની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉતરાણ વિસ્તાર પસંદ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
ચંદ્રની સપાટી પર સોફ્ટ લેન્ડિંગ કરતી વખતે, જેમાં વાતાવરણ નથી, અવકાશયાનને જેટ એન્જિન દ્વારા બ્રેક કરવામાં આવે છે. આ પ્રકારનું વંશ કહેવામાં આવે છે જેટ વંશ. તેને "લુના -9", "લુના -17", વગેરે પ્રોજેક્ટ્સમાં વ્યવહારુ અમલીકરણ પ્રાપ્ત થયું.
છેવટે, તે મૂળભૂત રીતે શક્ય છે સંયુક્ત વંશવાતાવરણમાં, એટલે કે આવા વંશ કે જેમાં એરોડાયનેમિક દળો અને પ્રતિક્રિયાશીલ બળની સંયુક્ત ક્રિયા હેઠળ બ્રેકિંગ હાથ ધરવામાં આવે છે.
હાલમાં, બેલિસ્ટિક વંશને બેકઅપ લેન્ડિંગ વિકલ્પ ગણવામાં આવે છે. 5 એપ્રિલ, 1975ના રોજ સોયુઝ-18 અવકાશયાન (કોસ્મોનૉટ્સ વેસિલી લઝારેવ અને ઓલેગ મકારોવ)ના પ્રક્ષેપણ સ્થળ પર થયેલા અકસ્માત પછી તેને બેકઅપ તરીકે રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. આ કિસ્સામાં, ઉપકરણ આયોજિત લેન્ડિંગ સાઇટથી દસ અથવા તો કેટલાક સો કિલોમીટરના અંતરે ઉતરી શકે છે. વધુમાં, બેલિસ્ટિક વંશ દરમિયાન, અવકાશયાત્રીઓ ઓવરલોડનો અનુભવ કરે છે જે સામાન્ય કરતા લગભગ બમણા મજબૂત હોય છે.
સામગ્રી ખુલ્લા સ્ત્રોતોમાંથી માહિતીના આધારે તૈયાર કરવામાં આવી હતી
ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પર કાબુ મેળવવો, હવાના શેલની જાડાઈને તોડીને બાહ્ય અવકાશમાં પહોંચવું એ સરળ કાર્ય નથી. અવકાશમાંથી પૃથ્વી પર પાછા કેવી રીતે આવવું?પ્રથમ નજરમાં, એવું લાગે છે કે પૃથ્વી પર અવકાશયાનનું ઉતરાણ તેના ચઢાણ કરતાં ઘણું સરળ હોવું જોઈએ. દરેક જણ સારી રીતે જાણે છે: ચઢાવ પર જવું મુશ્કેલ છે, પરંતુ તે ઉતાર પર સરળ છે. કમનસીબે, આ સરળ અને સ્પષ્ટ સત્ય "અવકાશ પર્વત" ના વંશ સાથે કામ કરતી વખતે સંપૂર્ણ રીતે સાચું નથી. અમે માનવસહિત અવકાશયાનની ડિઝાઇનને બાહ્ય અવકાશમાં લાંબા ગાળાની ઉડાન માટે યોગ્ય ગણી છે. તે બે મુખ્ય ભાગો ધરાવે છે: ઓર્બિટલ કમ્પાર્ટમેન્ટ અને કહેવાતા ડિસેન્ટ મોડ્યુલ (જેને રીએન્ટ્રી વ્હીકલ પણ કહેવાય છે). આ ઉપરાંત, જહાજમાં બ્રેકિંગ એન્જિન, સોલર બેટરી અને અન્ય સંખ્યાબંધ સિસ્ટમ્સ છે. જહાજના આ તમામ ઘટકોને પૃથ્વી પરથી અવકાશમાં પહોંચાડવામાં આવે છે. પરંતુ આખું જહાજ પૃથ્વી પર પાછું આવતું નથી, પરંતુ તેનો માત્ર એક નાનો ભાગ, જેને ડિસેન્ટ મોડ્યુલ કહેવાય છે.
પૃથ્વી પર ઉતરાણ શરૂ કરતા પહેલા, અવકાશયાન ક્રૂના તમામ સભ્યો ઉતરતા વાહનમાં જાય છે. તે ક્રૂના જીવનને ટેકો આપવા માટે જરૂરી સાધનો તેમજ ફ્લાઇટ પ્લાન અનુસાર ક્રૂ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવતી અવલોકન સામગ્રી પણ ધરાવે છે. જહાજના બાકીના ભાગો યોગ્ય સમયે ઉતરતા વાહનમાંથી અનડોક થાય છે અને થોડા સમય પછી પૃથ્વી પર પડે છે. "પૃથ્વી પર પડવું" અભિવ્યક્તિ સંપૂર્ણપણે સચોટ નથી. અવકાશયાનના ભાગો જે "પૃથ્વી પર પડે છે" તે પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચતા નથી. હવાના ગાઢ સ્તરોમાંથી પસાર થતાં, તેઓ ગરમ થાય છે અને બળે છે, જેમ કે લોખંડ અને પથ્થરની ઉલ્કાઓ જે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે તે બળી જાય છે.
માણસે પૃથ્વીની સપાટીથી 200 - 300 કિમીના અંતરે માત્ર પૃથ્વીની નજીક જ નહીં, પણ કહેવાતા ઊંડા અવકાશમાં પણ મુલાકાત લીધી છે. ઊંડા અને નજીકના અવકાશમાંથી પાછા ફરતા અવકાશયાનના પૃથ્વી પર ઉતરવા માટેની પરિસ્થિતિઓ સમાન નથી. પૃથ્વીની નજીક બાહ્ય અવકાશમાં હોવાથી, વહાણ = 8 કિમી/સેકંડની ઝડપે આગળ વધે છે, એટલે કે તેની પાસે પ્રથમ એસ્કેપ વેલોસીટી છે. વિશ્વભરમાં આટલી ગતિએ, ઊંચાઈએ જ્યાં વાતાવરણ ન હોય અથવા લગભગ ન હોય, ત્યાં વહાણ પૃથ્વીથી દૂર જતા કે તેના પર પડ્યા વિના ખૂબ લાંબો સમય રહી શકે છે. વહાણને પૃથ્વી પર ઉતરવાનું શરૂ કરવા માટે, એટલે કે પડવા માટે શું કરવાની જરૂર છે? આ કરવા માટે, તમારે તેની હિલચાલની ઝડપ ઘટાડવી જોઈએ.
જો કે સામાન્ય રીતે લાંબા અને દૂરના પ્રવાસેથી પાછા ફરતા દરેક વ્યક્તિ શક્ય તેટલી ઝડપથી ઘરે પરત ફરવા માંગે છે, વ્યક્તિએ અવકાશમાંથી ઉતાવળમાં પાછા આવવું જોઈએ નહીં કારણ કે તે સરળ નથી, અથવા, વધુ સારી રીતે કહીએ તો, અવકાશયાનને ધીમું કરવું સસ્તું નથી. અમે પહેલેથી જ કહ્યું છે કે વહાણમાં દરેક વધારાના કિલોગ્રામ કાર્ગો એ અત્યંત અનિચ્છનીય વસ્તુ છે. પૃથ્વીની આસપાસ ભ્રમણકક્ષામાં ફરતા અવકાશયાનને એન્જિન ચાલુ કરીને ધીમું કરી શકાય છે જે વહાણની હિલચાલ સામે નિર્દેશિત થ્રસ્ટ વિકસાવે છે.
ચાલો ધારીએ કે સ્પેસશીપ અને તેના પરની દરેક વસ્તુ (બળતણ વિના) 3 ટનનું દળ ધરાવે છે તેની ઝડપ 8 થી 4 કિમી/સેકંડ સુધી ઘટાડવા માટે તમારે કેટલું બળતણ લેવાની જરૂર છે?
વહાણની ગતિ 4 કિમી/સેકંડ ઘટાડવા માટે, એન્જિન ચાલુ કરવું જરૂરી છે, જે તેની હિલચાલની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત થ્રસ્ટ બનાવશે. ચાલો ધારીએ કે બ્રેકિંગ એન્જિન નોઝલમાંથી બળતણ કમ્બશન ઉત્પાદનોના એક્ઝોસ્ટની ઝડપ 3000 m/sec (આધુનિક લિક્વિડ-પ્રોપેલન્ટ રોકેટ એન્જિન માટે પ્રાપ્ત મૂલ્ય) ની બરાબર હશે. ત્સિઓલકોવ્સ્કી દ્વારા સ્થાપિત સૂત્ર આપણને એ નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે કે અવકાશયાનનો પ્રારંભિક સમૂહ, એટલે કે તેનો દળ બળતણ સાથે મળીને, બ્રેકિંગ એન્જિન ચાલુ કરતા પહેલા 11.4 ટન હોવું જોઈએ, તેથી, વહાણમાં બળતણ = 8400 કિગ્રા હોવું જોઈએ. આમ, બ્રેકિંગ એન્જિનમાં બળતણનો જથ્થો જે જહાજની રચના અને તેમાં સ્થિત કાર્ગોના સમૂહ કરતાં લગભગ 3 ગણો વધી જાય છે. અવકાશયાનને બ્રેક કરવાની આ પદ્ધતિ ખૂબ જ બિનઆર્થિક અને અમલમાં મૂકવી વ્યવહારીક રીતે મુશ્કેલ છે, કારણ કે આટલા મોટા જથ્થાને બાહ્ય અવકાશમાં પહોંચાડવું ન તો સરળ છે કે ન તો સસ્તું. પરંતુ તે બહાર આવ્યું છે કે અવકાશયાન પૃથ્વી પર તેનું વંશ શરૂ કરવા માટે ભ્રમણકક્ષામાં ઉડાન ભરે તેટલું ધીમું કરવું જરૂરી નથી.
વંશના માર્ગ સાથે આગળ વધવા માટે, વહાણને તેની ગતિનો માત્ર એક નાનો ભાગ ગુમાવવો જોઈએ. અવકાશયાનની ગતિને 200 - 250 m/sec દ્વારા ઘટાડવા માટે તે પૂરતું છે. અમે ધ્યાનમાં લીધેલા કેસ માટે, એટલે કે, 3 ટન વજનવાળા અવકાશયાન માટે, બ્રેકિંગ એન્જિનના ટૂંકા ગાળાના ઓપરેશન દ્વારા 200 m/sec ની ઝડપનું નુકસાન જ્યારે તેમાં બળતણ બાળી રહ્યું હોય ત્યારે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જેનું દળ તેના કરતા ઓછું હોય છે. વહાણના સમૂહનો દસમો ભાગ. પરંતુ અવકાશયાન લગભગ શૂન્ય ગતિએ ઉતરવું જોઈએ, નહીં તો આપત્તિ થશે - ઉતરાણની ક્ષણે જહાજ અને તેમાંના ક્રૂ ક્રેશ થશે. કોઈ વહાણમાંથી તેની પાસે રહેલી બધી અથવા લગભગ બધી ગતિ ઊર્જા કેવી રીતે દૂર કરી શકે? ઇંધણનો બગાડ કર્યા વિના અવકાશયાનને મંદ કરવાની વ્યવહારિક રીતે શક્ય રીત કે.ઇ. ત્સિઓલકોવ્સ્કી દ્વારા સૂચવવામાં આવી હતી. ત્સિઓલકોવ્સ્કીના જણાવ્યા મુજબ, પૃથ્વીનું હવાનું શેલ પૃથ્વી પર આંતરગ્રહીય પ્રવાસથી પાછા ફરતા અવકાશયાન માટે બ્રેકની ભૂમિકા ભજવી શકે છે. એર બ્રેકિંગ? આવી દરખાસ્ત સંપૂર્ણપણે વાસ્તવિક લાગતી નથી. પરંતુ યાદ રાખો કે જ્યારે તમે સીધા પર્વત પરથી નીચે સ્કી કરો છો ત્યારે તમારા ચહેરા પર પવન કેવી રીતે ફૂંકાય છે. કારની બારીમાંથી તમારો હાથ ચોંટાડવાનો પ્રયાસ કરો કારણ કે તે હાઇવે નીચે ઝડપે છે. હવા લગભગ વજનહીન અને અગોચરમાંથી સ્થિતિસ્થાપક તરફ જાય છે. કાર જે દિશામાં આગળ વધી રહી છે તેના પર તમારા હાથની હથેળીને કાટખૂણે રાખવામાં તમને મુશ્કેલી પડશે.
જ્યારે અવકાશયાન પૃથ્વીના હવાના પરબિડીયુંમાં પ્રવેશે છે ત્યારે (તે 100 - 200 m/sec ની ઝડપે ધીમી થઈ ગયા પછી) સૌથી ઝડપી વિમાનની ગતિ લગભગ 28 ગણી વધી જાય છે. આવી પ્રચંડ ઝડપે, હવા ચળવળ માટે મહાન પ્રતિકાર દર્શાવે છે. કોઈપણ પ્રતિકાર ઘર્ષણના દેખાવ સાથે સંકળાયેલ છે. જ્યારે શરીર હવામાં ફરે છે ત્યારે પણ ઘર્ષણ થાય છે. લાકડાના બે ટુકડા લો અને તેને ઝડપથી એકસાથે ઘસો. - તમે શું નોટિસ કરો છો? - લાકડાના ટુકડા ગરમ થાય છે - આ એ હકીકતનું પરિણામ છે કે તમે જે ઘર્ષણ કાર્ય કરો છો તે ગરમીમાં ફેરવાઈ ગયું છે. હવા સાથે ઘર્ષણ પણ ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે.
જ્યારે અવકાશયાન પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ફરે છે, ત્યારે માત્ર હવામાં ઘર્ષણ જ થતું નથી. જેમ જહાજ હવાના પરબિડીયુંમાંથી પસાર થાય છે, તે તેની આગળ સંકુચિત હવાનું તરંગ બનાવે છે. હવા ધીમે ધીમે સંકુચિત થતી નથી, પરંતુ ખૂબ જ ટૂંકા ગાળામાં. આ સંકોચન કેટલું મોટું છે? ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે અવકાશયાન ગતિ દરમિયાન સંકુચિત હવામાં દબાણ 50 એટીએમ સુધી પહોંચી શકે છે. તમારા ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમથી, તમે જાણો છો કે ગેસનું ઝડપી સંકોચન અથવા વિસ્તરણ વ્યવહારીક રીતે પ્રવાહ વિના અને ગરમી દૂર કર્યા વિના થાય છે, કારણ કે ટૂંકા સમયને લીધે, ગરમીને પર્યાવરણમાં (સંકોચન દરમિયાન) ભાગી જવાનો સમય નથી અથવા તેમાંથી સ્થાનાંતરિત કરવાનો સમય નથી. બાહ્ય વાતાવરણ (વિસ્તરણ દરમિયાન). આવી પ્રક્રિયાઓને એડિબેટિક કહેવામાં આવે છે.
એડિબેટિક કમ્પ્રેશનને કારણે, ઉડતા અવકાશયાનની સામે સ્થિત હવાનું સ્તર ઊંચા તાપમાને ગરમ થાય છે. ઉડતા અવકાશયાન દ્વારા સંકુચિત હવાના સ્તરનું તાપમાન 8000° K સુધી પહોંચી શકે છે. આ ખૂબ જ ઊંચું તાપમાન છે. પૃથ્વી પર એવા કોઈ પદાર્થો નથી કે જે આ તાપમાને નક્કર સ્થિતિમાં રહી શકે. સૌથી વધુ પ્રત્યાવર્તન પદાર્થો 4000 - 4500 ° સે તાપમાને ગેસ અથવા પ્રવાહીમાં ફેરવવાનું શરૂ કરે છે. શું અવકાશયાન આવા ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી શકશે? આ ઉપરાંત, તમારે યાદ રાખવાની જરૂર છે કે વહાણની અંદર, તેના હલની પાછળ લોકો છે.
એર બ્રેક વડે અવકાશયાનને બ્રેક મારવા માટે અમુક સાવચેતીઓનું પાલન કરવું જરૂરી છે, અન્યથા જહાજ માત્ર ધીમું જ નહીં, પણ પૃથ્વી પર પહોંચતા પહેલા જ બળી જશે. પૃથ્વીની નજીકની ભ્રમણકક્ષામાંથી વહાણનું ઉતરાણ બાહ્ય અવકાશમાં તેના મંદી સાથે શરૂ થાય છે, જ્યાં હવા નથી. આ કરવા માટે, બ્રેકિંગ એન્જિન થોડા સમય માટે ચાલુ કરવામાં આવે છે, જે વહાણની હિલચાલની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત થ્રસ્ટ વિકસાવે છે. બ્રેકિંગ એન્જિન ફાયર થયા પછી, અવકાશયાન તેના માર્ગને બદલે છે અને પૃથ્વીની નજીક આવતાં નીચે ઉતરવાનું શરૂ કરે છે.
અવકાશયાન સામાન્ય રીતે હવાના પરબિડીયુંની સીમાથી અમુક અંતરે પૃથ્વીની ફરતે ભ્રમણકક્ષામાં ઉડે છે, તેથી બ્રેક માર્યા પછી જહાજ અમુક સમય માટે એવી જગ્યામાં નીચે ઉતરે છે જ્યાં વ્યવહારીક રીતે હવા ન હોય. વાયુહીન અવકાશમાં જહાજ નીચે ઉતરે તે સમય ચોક્કસ મૂલ્ય કરતાં ઓછો ન હોવો જોઈએ. આ સમય દરમિયાન, હવાના પરબિડીયુંમાં પ્રવેશવા માટે વહાણ પર પ્રારંભિક કાર્ય હાથ ધરવામાં આવે છે. તેથી, જે ઊંચાઈથી અવકાશયાનના માર્ગને બદલવાનું શક્ય છે, એટલે કે, પૃથ્વી પર ઉતરવાનું શરૂ કરવું, તે પ્રારંભિક કાર્ય પૂર્ણ કરવા માટે જરૂરી સમય દ્વારા મર્યાદિત છે.
અવકાશયાન પૃથ્વીના હવાના વાતાવરણમાં પ્રવેશે તે પહેલાં તેના પર શું કરવાની જરૂર છે? જહાજને એન્જિન દ્વારા બ્રેક કર્યા પછી, તેમાંથી બધું ફેંકી દેવામાં આવે છે, જેના વિના તે નીચે ઉતરી શકે છે. સર્વિસ કમ્પાર્ટમેન્ટ, બ્રેકિંગ મોટર અને કેટલીક સિસ્ટમ્સ કાઢી નાખવામાં આવે છે. આ અવકાશયાનના સમૂહને ઘટાડવા માટે કરવામાં આવે છે, અને તેથી પૃથ્વી પર ઉતરતી વખતે વહાણમાંથી લેવામાં આવતી ઊર્જાની માત્રામાં ઘટાડો થાય છે.
ચોખા. 14. લેન્ડરનો આકાર મસૂર જેવો હોય છે.
સોવિયેત સોયુઝ અવકાશયાન અને અમેરિકન એપોલો અવકાશયાનના ઉતરતા વાહનોમાં મસૂરનો દેખાવ છે (ફિગ. 14). આ અવકાશયાનના ઉતરતા વાહનો પર થર્મલ પ્રોટેક્શન લેયર સપાટી પર અસમાન રીતે લાગુ પડે છે. આગળના ભાગ પર ગરમી-રક્ષણાત્મક સ્તરની જાડાઈ સૌથી મોટી છે, વિરુદ્ધ બાજુએ (ઉપકરણનો નીચેનો ભાગ) તે સૌથી નાનો છે. ઉતરતા વાહનના સમૂહને ઘટાડવા માટે આ કરવામાં આવ્યું હતું. ફ્રન્ટલ પ્રોટેક્શનના જાડા સ્તરે ભારે યાંત્રિક ભારનો સામનો કરવો જોઈએ અને ગરમ સંકુચિત હવામાંથી આવતી ગરમીને દૂર કરવાની ખાતરી કરવી જોઈએ.
ઉતરતા વાહનના તળિયે થર્મલ પ્રોટેક્શન અને તેની બાજુની સપાટીઓ, ન તો યાંત્રિક ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં કે ન તો થર્મલ લાક્ષણિકતાઓના સંદર્ભમાં, આગળના ભાગને ટકી રહે તેવા ભારને ટકી રહેવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. પરિણામે, વંશના વાહનને વંશ દરમિયાન અસ્વીકાર્ય ઊંચા તાપમાને નાશ પામતા અથવા ગરમ થવાથી રોકવા માટે, તેણે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં તેના આગળના ભાગને આગળ દિશામાન કરીને પ્રવેશ કરવો આવશ્યક છે. આ કરવા માટે, વાતાવરણમાં પ્રવેશતા પહેલા, તે યોગ્ય રીતે લક્ષી હોવું જોઈએ અને, આવી લક્ષી સ્થિતિમાં, પૃથ્વીના હવાના પરબિડીયુંમાં પ્રવેશ કરો.
ઓરિએન્ટેશન અન્ય હેતુ પણ પૂરો પાડે છે, એટલે કે વંશીય વાહન ચોક્કસ ખૂણા પર વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે તેની ખાતરી કરવા માટે. આ શેના માટે છે? પ્રવેશ કોણ વંશ પ્રક્રિયાના સંખ્યાબંધ પરિમાણોને અસર કરે છે. માનવસહિત અવકાશયાન માટે, વાતાવરણમાં પ્રવેશનો કોણ વ્યક્તિ ટકી શકે તે પ્રવેગની માત્રા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અમે પહેલેથી જ કહ્યું છે કે જ્યારે અવકાશયાનને બાહ્ય અવકાશમાં ઉપાડવામાં આવે છે, ત્યારે ઓવરલોડ ઉત્પન્ન થાય છે જે વ્યક્તિના પોતાના વજનથી ઘણી વખત વધી જાય છે.
આરોહણથી વિપરીત, ઉતરાણ દરમિયાન અવકાશયાન નકારાત્મક પ્રવેગ સાથે આગળ વધે છે. વંશના વાહનમાં વ્યક્તિ પર તેના વંશ દરમિયાન કયા દળો કાર્ય કરશે? સૌપ્રથમ, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ F = mg (m એ અવકાશયાત્રીનું દળ છે, g ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ છે), જે વિશ્વના કેન્દ્ર તરફ નિર્દેશિત છે. વધુમાં, તે વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત સ્થિતિસ્થાપક બળને આધિન રહેશે. આ બે દળો પ્રવેગક a, વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત કરે છે ~.
પરિણામે, ભ્રમણકક્ષામાંથી પૃથ્વી પર ઉતરતી વખતે, અવકાશયાત્રી પૃથ્વી પરથી નિર્દેશિત બળનો અનુભવ કરે છે. આ બળ અવકાશયાત્રીને કેબિનની સીટ અથવા છત સુધી દબાવી દે છે. તીવ્રતામાં, આ બળ અવકાશયાત્રીના સામાન્ય વજન (વિશ્રામ સમયે તેનું વજન) કરતાં એક વડે વધી જાય છે. વ્યક્તિ ઓવરલોડનો સામનો કરી શકે છે, એટલે કે, તેના પોતાના વજનમાં 10 - 12 ગણો વધારો. (અલબત્ત, આ કિસ્સામાં તે વ્યવહારીક રીતે બિનકાર્યક્ષમ બની જાય છે.) વજનમાં મોટો વધારો, અથવા, જેમ તેઓ કહે છે, મોટા ઓવરલોડ, માનવ જીવન માટે જોખમી છે.
ભ્રમણકક્ષાથી પૃથ્વીની સપાટી પર ઉતરતા વાહનના ઉતરાણ દરમિયાન અવકાશયાત્રીઓ દ્વારા અનુભવાયેલ ઓવરલોડ એ કોણ પર આધાર રાખે છે કે જેના પર ઉતરતા વાહન પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ક્ષિતિજ તરફ જાય છે.
ચોખા. 15. પૃથ્વી પર અવકાશયાનનું ઉતરાણ.
ચાલો વંશના વાહનના વંશના બે સંભવિત કિસ્સાઓ ધ્યાનમાં લઈએ: પ્રથમ, વાહન એક બેહદ માર્ગ સાથે આગળ વધી રહ્યું છે; બીજું - હલનચલન હળવા માર્ગ સાથે થાય છે, ક્ષિતિજ સાથે એક નાનો કોણ બનાવે છે (ફિગ 15 જુઓ). દેખીતી રીતે, બીજા કિસ્સામાં વંશ પ્રથમ કરતાં ઘણો લાંબો સમય ચાલશે. ઉપકરણ ધીમે ધીમે વાતાવરણના અંતર્ગત સ્તરોમાં પ્રવેશ કરશે અને ધીમે ધીમે ગતિ ગુમાવશે, જેના પરિણામે ઉતરતા વાહનની નકારાત્મક પ્રવેગક નાની હશે. ક્ષિતિજ સાથે એક નાનો કોણ બનાવે છે તે બોલ સાથે ઉતરવું, ઊભો વંશની તુલનામાં, ક્રૂ માટે સલામત પરિસ્થિતિઓ પ્રદાન કરવા માટે પરવાનગી આપે છે, એટલે કે, માનવ શરીર દ્વારા સહેલાઈથી સહન કરી શકાય તેવી મર્યાદાઓ સુધી ઓવરલોડ ઘટાડવા.
જો કે, વંશનો કોણ ખૂબ નાનો બનાવી શકાતો નથી, કારણ કે આ કિસ્સામાં ક્રૂની સલામતી માટે બીજો ખતરો ઉભો થાય છે, જે ઓવરહિટીંગ સાથે સંકળાયેલ છે.
ચાલો ધ્યાનમાં લઈએ કે ઉતરતા વાહનના ફ્લાઇટ પાથનો આકાર તેની ગરમીને કેવી રીતે અસર કરે છે. અમે પહેલાથી જ કહ્યું છે કે અવકાશયાન પાસે રહેલી મોટાભાગની ગતિ અને સંભવિત ઊર્જા બાહ્ય અવકાશમાં ભ્રમણકક્ષામાં હોય ત્યારે પૃથ્વી પર ઉતરતી વખતે આંતરિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. ક્ષિતિજના નાના ખૂણા પર સ્થિત ચોક્કસ વળાંક સાથે આગળ વધવાની તુલનામાં, સીધા માર્ગ સાથે પૃથ્વી પર ઉતરતી વખતે ઉતરતા વાહન કેવી રીતે ગરમ થશે? સીધા ઉતરાણ દરમિયાન, પુનઃપ્રવેશ વાહન ઝડપથી મંદ થાય છે અને પરિણામે, ઝડપથી ઊર્જા ગુમાવે છે. હળવા વળાંક સાથે ઉતરતી વખતે, ઉપકરણ હવાના દુર્લભ સ્તરોમાં લાંબો સમય વિતાવે છે અને તેથી તે ઝડપ ઘટાડે છે જેટલો પ્રથમ કિસ્સામાં નથી. દેખીતી રીતે, જેટલો ચપળ માર્ગ, વાહનની ગતિ ઓછી થશે. પરિણામે, ક્ષિતિજ સાથે એક નાનો ખૂણો બનાવીને માર્ગ સાથે નીચે ઉતરતી વખતે વાહન જ્યારે ઊભેલા માર્ગ પર ઉતરે છે ત્યારે એકમ સમય દીઠ ઉત્પન્ન થતી ગરમીનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે વધારે હશે.
ઉપરોક્તમાંથી, નિષ્કર્ષ પોતે સૂચવે છે કે વંશીય માર્ગ જેટલો ઊંચો હશે, તેટલું ઉતરતા વાહનના ઓવરહિટીંગનું જોખમ ઓછું છે અને તેથી ક્રૂ માટે ઓછું જોખમ છે. પરંતુ આ નિષ્કર્ષ ખોટો છે. વંશના વાહન કેબિનની અંદર ક્રૂ માટે સ્વીકાર્ય તાપમાનની સ્થિતિ જાળવવાના દૃષ્ટિકોણથી, ખૂબ સરળ વંશ અનિચ્છનીય છે. આ શું સમજાવે છે? તમે જાણો છો કે આગ ઓલવતી વખતે, બચાવ ટુકડીઓએ ઘણીવાર બળતા ઘરમાં પ્રવેશવું પડે છે, આગની જ્વાળાઓ સામે લડીને. વ્યક્તિને પાણીથી ડૂસવામાં આવે છે, અને તે, ભીના કપડાંમાં, પોતાને કોઈ નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના આગની દિવાલમાંથી પસાર થાય છે. જો બાદમાં બિન-જ્વલનશીલ ફેબ્રિકથી બનેલું હોત તો તે સૂકા પોશાકમાં આ કરી શક્યો હોત. હવામાં સળગતી વસ્તુઓનું જ્યોતનું તાપમાન સામાન્ય રીતે 450 - 500 °C હોય છે. આ એકદમ ઊંચું તાપમાન છે, પરંતુ તેના બિન-જ્વલનશીલ સૂટમાં અગ્નિશામક ખૂબ જ ટૂંકા સમય માટે જ્યોતમાં હોવાને કારણે, સૂટને ગરમ થવાનો સમય નથી, અને તેથી આટલું ઊંચું તાપમાન જોખમી નથી. એક વ્યક્તિ માટે.
બિન-જ્વલનશીલ ફેબ્રિકના બનેલા સમાન પોશાકમાં વ્યક્તિને કેવું લાગશે જો તેની આસપાસના વાતાવરણનું તાપમાન જ્યોતના તાપમાન કરતા બેથી ત્રણ ગણું ઓછું હોય, પરંતુ તેમાં વિતાવેલ સમયની ગણતરી થોડી મિનિટોમાં કરવામાં આવે? દેખીતી રીતે, આ માત્ર સ્વાસ્થ્ય માટે જ નહીં, પણ માનવ જીવન માટે પણ અસુરક્ષિત હશે. બિન-જ્વલનશીલ ફેબ્રિકથી બનેલો પોશાક તેને મદદ કરી શક્યો ન હોત - આટલા લાંબા સમયમાં માનવ શરીર આસપાસના તાપમાન સુધી ગરમ થઈ ગયું હોત, એટલે કે, તે વધુ ગરમ થઈ ગયું હોત. જ્યારે ઉતરતા વાહન વાતાવરણમાં ફરે છે ત્યારે સમાન ચિત્ર જોવા મળે છે. જો ઉપકરણ સીધા માર્ગ સાથે નીચે આવે છે, તો સપાટ માર્ગ સાથે આગળ વધતી વખતે કરતાં એકમ સમય દીઠ તેને વધુ ગરમી પૂરી પાડવામાં આવે છે. પરંતુ ઉપકરણની કેબિનમાં ગરમી પહોંચવા માટે, જ્યાં ક્રૂ સ્થિત છે, તે સમય લે છે. આ સમય વંશીય વાહનની બાહ્ય સપાટી પર લાગુ થર્મલ-રક્ષણાત્મક સ્તરની પ્રકૃતિ અને જાડાઈ અને થર્મલ ઇન્સ્યુલેશનની લાક્ષણિકતાઓ પર આધારિત છે, જે ગરમી-સંરક્ષણ સ્તર હેઠળ સ્થિત છે.
જો વાહનનું ઉતરાણ ઝડપથી થાય છે, તો ગરમ થવા માટેનો સમય પૂરતો ન હોઈ શકે અને પછી, હવાના વાતાવરણના ગરમ વાયુઓમાંથી, બહારથી એકમ સમય દીઠ ઉતરતા વાહનને મોટી માત્રામાં ગરમી પૂરી પાડવામાં આવતી હોવા છતાં, કેબિનની અંદરની હવાને વધુ ગરમ થવાનો સમય નહીં હોય. લાંબા વંશ દરમિયાન (સપાટ માર્ગ સાથે), જો કે ઓછી ગરમ હવામાંથી એકમ સમય દીઠ ઓછી ગરમી પૂરી પાડવામાં આવશે, તેમ છતાં તેમાંના કેટલાકને ગરમી-રક્ષણાત્મક કોટિંગ અને થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન દ્વારા વંશીય વાહનની કેબિનની અંદર પસાર થવાનો સમય મળશે. વાહનની ચામડી, જે હવાને ગરમ કરવા તરફ દોરી જશે અને કેબિનની અંદર સ્થિત તમામ વસ્તુઓ.
આમ, બે સૂચકાંકો જેના પર અવકાશયાનના ક્રૂના પૃથ્વી પર ઉતરવાની સલામતી આધાર રાખે છે, જેમ કે ઓવરલોડ અને હીટિંગ, વાતાવરણના ગાઢ સ્તરોમાં ઉતરતા વાહનના વંશના માર્ગના પ્રકારને આધારે અલગ રીતે બદલાય છે. ઓવરલોડ ઘટાડવા માટે સરળ માર્ગ અને લાંબા વંશના સમયની જરૂર છે. વંશના વાહનની કેબિન ઓવરહિટીંગની અસ્વીકાર્યતા, તેનાથી વિપરીત, વાહનને હવાના ગાઢ સ્તરોમાં રહેવા માટે ટૂંકા સમય સાથે સ્ટીપર ટ્રેજેક્ટરી સાથે ઉતરવાની જરૂર છે. વંશના માર્ગને એવી રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે કે ઓવરલોડ માનવ શરીર માટે અનુમતિપાત્ર મૂલ્ય કરતાં વધુ ન હોય, અને તે જ સમયે, વાહનની કેબિનની અંદરનું તાપમાન, જ્યાં ક્રૂ સ્થિત છે, 40 થી વધુ ન હોય. - 50 ° સે. વ્યક્તિ આ તાપમાનને સરળતાથી સહન કરી શકે છે. માનવસહિત અવકાશયાનને ભ્રમણકક્ષામાંથી પૃથ્વી પર ઘટાડવાની પહેલેથી જ વ્યાપક પ્રથા બતાવે છે કે જ્યારે વાતાવરણના ગાઢ સ્તરોમાં ઉતરવાનો સમય 20 - 25 મિનિટ હોય ત્યારે કેબિનની અંદરના ઓવરલોડ અને હવાના તાપમાનના અનુમતિપાત્ર મૂલ્યોની ખાતરી કરવામાં આવે છે.
અમે પૃથ્વીની નજીક અથવા નજીકના અવકાશમાંથી પુનઃપ્રવેશ વાહનના ઉતરાણ માટેની શરતોની તપાસ કરી. પૃથ્વીની નજીક હોવાથી અને તેની આસપાસ ફરતા હોવાથી, અવકાશ પદાર્થની ઝડપ ~ 8 કિમી/સેકન્ડ (પ્રથમ એસ્કેપ વેલોસિટી) છે. અવકાશયાનને ઊંડા અવકાશમાં જવા માટે અને આપણા સૌરમંડળમાં કોઈપણ અવકાશી પદાર્થની મુલાકાત લેવા માટે, તે 11.2 કિમી/સેકંડ (એટલે કે, બીજી એસ્કેપ વેગ) ની ઝડપે પહોંચવું જોઈએ. અને તેણે બીજા કોસ્મિક ગતિએ ઊંડા અવકાશમાંથી પણ પાછા ફરવું પડશે. આ વંશની પરિસ્થિતિઓને કેવી રીતે અસર કરે છે?
આંતરગ્રહીય ઉડાનથી પાછા ફર્યા પછી અવકાશયાન પૃથ્વી પર ઉતરતા પહેલા, ચાલો જોઈએ કે ચંદ્ર જેવા અવકાશી પદાર્થ તરફ અવકાશ પદાર્થોનો અભિગમ કેવી રીતે થાય છે.
પૃથ્વીની નજીકની ભ્રમણકક્ષામાં હોવાથી, અવકાશયાનની ઝડપ પ્રથમ અવકાશ ગતિ જેટલી હોય છે. આ ગતિ ધરાવતું હોવાથી, તે પૃથ્વી પર પડી શકતું નથી, પરંતુ તે પૃથ્વીથી દૂર ખસી શકતું નથી અથવા અન્ય અવકાશી પદાર્થોમાં ઉડી શકતું નથી.
ચોખા. 16. વિશ્વની તુલનામાં જુદી જુદી ઝડપે કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહની ગતિ.
જો વહાણને પ્રથમ કોસ્મિક સ્પીડ કરતાં વધુ ઝડપ આપવામાં આવે, પરંતુ બીજી કોસ્મિક સ્પીડ કરતાં ઓછી હોય, તો તે પૃથ્વીની આસપાસ ફરવાનું ચાલુ રાખશે, તે આંતરગ્રહીય અવકાશમાં ઉડી શકશે નહીં; જો કે, તે ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં નહીં, પરંતુ લંબગોળ ભ્રમણકક્ષામાં જશે (ફિગ. 16). અંડાકારની મુખ્ય ધરીની લંબાઈ વધુ હશે, અવકાશયાનની ઝડપ જેટલી વધારે હશે (પ્રથમ કોસ્મિક ગતિથી વધુ) હશે.
એવું કહેવું આવશ્યક છે કે લો-અર્થ ભ્રમણકક્ષામાં સ્થિત લગભગ તમામ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહો વર્તુળમાં નહીં, પરંતુ લંબગોળમાં ફરે છે. શા માટે? કેટલીકવાર કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહનો લંબગોળ માર્ગ અવકાશમાં તેના કાર્યો કરવા માટે જરૂરી છે. આ કિસ્સાઓમાં, ઉપગ્રહોને જાણીજોઈને પ્રથમ કોસ્મિક સ્પીડ કરતા થોડી વધુ ઝડપ આપવામાં આવે છે. મોટાભાગના ભાગમાં, કૃત્રિમ ઉપગ્રહોની ગતિ લંબગોળ હોય છે કારણ કે ગણતરી કરેલ ઊંચાઈ પર ઉપગ્રહની ઝડપ પ્રથમ કોસ્મિક ગતિને બરાબર અનુરૂપ છે તેની ખાતરી કરવી ફક્ત મુશ્કેલ છે.
જેમ જેમ અવકાશયાનની ગતિ વધે છે તેમ તેમ તેનો માર્ગ લંબગોળથી પેરાબોલિકમાં બદલાય છે. અવકાશયાન જે ગતિએ પેરાબોલિક માર્ગ પ્રાપ્ત કરે છે તેને બીજી કોસ્મિક ગતિ કહેવામાં આવે છે, તે ~ 11.2 કિમી/સેકંડ જેટલી છે. ગોળાકારની જેમ પેરાબોલિક ટ્રેજેક્ટરીનું માત્ર સૈદ્ધાંતિક મહત્વ હોય છે. ચંદ્ર અને સૂર્યમંડળના અન્ય ગ્રહો (મંગળ, શુક્ર) પર અવકાશયાન અને નિર્જન અવકાશયાનની ફ્લાઇટ્સ પેરાબોલિક ટ્રેજેકટ્રીઝ સાથે નહીં, પરંતુ હાઇપરબોલિક સાથે થાય છે. સ્પેસશીપ પેરાબોલાની સાથે માત્ર ત્યારે જ આગળ વધી શકે છે જો તેની ગતિ બીજા કોસ્મિક ગતિને બરાબર અનુરૂપ હોય, અને જો તે થોડી ઓછી હોય, તો તે બંધ વળાંક સાથે આગળ વધશે - એક લંબગોળ, એટલે કે તે પૃથ્વીની નજીક નહીં હોય અને હશે નહીં. સૌરમંડળના અન્ય ગ્રહો પર ઉડવા માટે સક્ષમ. જો વહાણને બીજી કોસ્મિક સ્પીડ કરતાં થોડી વધારે ઝડપ આપવામાં આવે, તો તેનો માર્ગ હવે પેરાબોલા નહીં, પરંતુ હાઇપરબોલા બની જશે. હાઇપરબોલા એ એક ખુલ્લું વળાંક છે, અને અવકાશયાન, હાઇપરબોલિક ટ્રેજેક્ટરીમાં સ્વિચ કર્યા પછી, તેની સાથે આગળ વધતી વખતે પૃથ્વીની નજીક પહોંચી શકતું નથી. તે તેની પાસેથી વધુ અને વધુ દૂર જશે અને આખરે તેની સાથેનો સંપર્ક ગુમાવશે, એટલે કે, તે ગુરુત્વાકર્ષણની ક્રિયાને અનુભવવાનું બંધ કરશે.
આમ, ચંદ્ર અથવા સૌરમંડળના કોઈપણ ગ્રહ પર જવા માટે, પૃથ્વીની નજીકની ભ્રમણકક્ષામાં સ્થિત અવકાશયાનને બીજી કોસ્મિક ગતિની બરાબર અથવા થોડી વધારે ઝડપ આપવી જોઈએ. જો, અવકાશયાન બીજી કોસ્મિક ગતિ કરતાં સહેજ વધુ ઝડપે પહોંચ્યા પછી, એન્જિન બંધ થઈ જાય, તો જહાજ હાયપરબોલિક માર્ગ સાથે આગળ વધવાનું ચાલુ રાખશે.
ચોખા. 17. બિંદુ A પર, પૃથ્વી (F h) દ્વારા શરીરના આકર્ષણનું બળ ચંદ્ર (F l) દ્વારા આ શરીરના આકર્ષણના બળ જેટલું છે.
બાહ્ય અવકાશમાં એક સ્થાન છે જ્યાં આ બિંદુએ સ્થિત શરીર ચંદ્ર અને પૃથ્વીના સમાન ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો અનુભવ કરે છે (ફિગ. 17). જો વહાણને આ બિંદુ સુધી ઉડવા માટે સક્ષમ કરવા માટે પૂરતી ગતિ આપવામાં આવે અને તેને સહેજ પાર કરી શકાય, તો તે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ કરતાં ચંદ્ર ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા વધુ અસર કરશે. તટસ્થ બિંદુ સુધી, જ્યાં ચંદ્ર અને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળો પરસ્પર સંતુલિત છે, અવકાશયાન ઉડે છે, પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળને દૂર કરવા માટે એન્જિન દ્વારા તેને આપવામાં આવતી ગતિ ઊર્જાનો ખર્ચ કરે છે. આ વિભાગમાં, તે પૃથ્વીથી ઉપરની ઊંચાઈ મેળવે તેવું લાગે છે. ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ તટસ્થ બિંદુ પછી અવકાશયાનની હિલચાલને હવે પૃથ્વીના સંબંધમાં ઉપરની હિલચાલ તરીકે ગણવામાં આવવી જોઈએ નહીં, પરંતુ ચંદ્ર તરફ નીચેની તરફ પતન તરીકે ગણવામાં આવે છે. જો ચડતી વખતે, એટલે કે, જ્યારે તટસ્થ બિંદુ પર ઉડતી વખતે, વહાણ સતત તેની ગતિ ઘટાડે છે, તો પછી આ બિંદુથી શરૂ કરીને, ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, તે સતત વેગ આપે છે, તેની ઝડપ વધે છે. ચંદ્રની નજીક, અવકાશયાનની ઝડપ બીજી કોસ્મિક ગતિના મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે (પરંતુ પૃથ્વીની સ્થિતિ માટે નહીં, પરંતુ ચંદ્રની સ્થિતિ માટે). બ્રેકિંગ એન્જિનની મદદથી, વહાણની ગતિને પ્રથમ ચંદ્ર કોસ્મિક ગતિ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે. આ સ્પીડ હોવાથી જહાજ ચંદ્રની આસપાસ પડ્યા વિના કે તેનાથી દૂર ખસ્યા વિના ફરશે. ચંદ્રનો પ્રથમ કોસ્મિક વેગ પૃથ્વીની નજીકના પ્રથમ કોસ્મિક વેગ જેટલો નથી.
હકીકત એ છે કે ચંદ્રનું દળ પૃથ્વીના દળ કરતાં 81 ગણું ઓછું છે, ચંદ્ર માટે ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગ કરતાં ઓછું છે, અને પ્રથમ ચંદ્ર એસ્કેપ વેગ માત્ર 1.7 કિમી/ છે. સેકન્ડ ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષા છોડીને પૃથ્વી તરફ ઉડવા માટે અવકાશયાન માટે શું જરૂરી છે? દેખીતી રીતે, જેમ ચંદ્ર માટે પૃથ્વી છોડવાના કિસ્સામાં, તેને કહેવાતી બીજી ચંદ્ર એસ્કેપ વેગ આપવાની જરૂર છે. પૃથ્વીની નજીકની અવકાશ માટે, બીજી કોસ્મિક ગતિ 11.2 કિમી/સેકન્ડ છે, નજીકની ચંદ્ર અવકાશ માટે તે નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે. અવકાશયાન ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રને છોડીને સૂર્યમંડળના અન્ય અવકાશી પદાર્થોમાં ઉડી શકે છે જો તેની ઝડપ 2.4 કિમી/સેકંડથી થોડી વધી જાય. આ ઝડપે, અવકાશયાન ચંદ્રથી દૂર જવાનું શરૂ કરશે, તેની સપાટીની તુલનામાં ઉપર તરફ વધશે.
હાઇપરબોલિક માર્ગ સાથે આગળ વધતા, અવકાશયાન ચંદ્રથી દૂર જશે, ધીમે ધીમે તેની ગતિ ઘટશે. તેની ગતિ ઊર્જા સંભવિત ઊર્જામાં પરિવર્તિત થશે. તટસ્થ બિંદુએ પહોંચ્યા પછી, જ્યાં ચંદ્રનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળ દ્વારા સંતુલિત થાય છે, અવકાશયાન પૃથ્વી તરફ પડવાનું શરૂ કરશે. તટસ્થ બિંદુ પર, અવકાશયાનમાં મહત્તમ સંભવિત ઉર્જા (પૃથ્વીની તુલનામાં) હશે.
જેમ જેમ તમે પૃથ્વીની નજીક આવશો તેમ તેમ સંભવિત ઉર્જા ઘટશે અને ગતિ ઊર્જા વધશે. પૃથ્વીની નજીક આવતા, અવકાશયાન લગભગ 11.2 કિમી/સેકન્ડની ઝડપ પ્રાપ્ત કરશે, એટલે કે, બીજી કોસ્મિક ગતિ. આટલી ઝડપે પૃથ્વી પર આપણું ઉતરાણ શરૂ કરવું અસુરક્ષિત છે. ઉતરાણ શરૂ કરતા પહેલા, વહાણની ઝડપ ઘટાડવી જરૂરી છે. પણ કેવી રીતે?
અવકાશયાનની ઝડપને 8 થી 4 કિમી/સેકંડ સુધી ઘટાડવા માટે રોકેટ એન્જિનમાં બળતણનું પ્રમાણ નક્કી કરી લીધું છે. તે બહાર આવ્યું છે કે સ્પેસ ઑબ્જેક્ટ્સના બ્રેકિંગના આવા માર્ગને વ્યવહારિક મહત્વ માટે ખૂબ જ બળતણની જરૂર છે. 11.2 કિમી/સેકંડની ઝડપે આગળ વધતા શરીરને બ્રેક મારવી એ વધુ મુશ્કેલ છે. સોવિયેત યુનિયન અને યુએસએમાં અવકાશ ફ્લાઇટ્સની ગણતરીઓ અને પ્રેક્ટિસ દર્શાવે છે કે જો વિશ્વના હવાના પરબિડીયુંની બ્રેકિંગ અસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો બીજા એસ્કેપ વેગ પર આગળ વધતા અવકાશયાનને બ્રેક કરવાની સમસ્યા સફળતાપૂર્વક ઉકેલી શકાય છે. જ્યારે અવકાશયાન ભ્રમણકક્ષાની ઉડાનથી પૃથ્વી પર પાછું આવે છે, જ્યારે તેની ઝડપ પ્રથમ અવકાશ ગતિ કરતાં ઘણી વધારે નથી, ત્યારે વાતાવરણની બ્રેકિંગ અસરનો ઉપયોગ કરીને સલામત ઉતરાણ કરી શકાય છે જો વહાણના પ્રવેશનો યોગ્ય ખૂણો ગીચમાં હોય. વાતાવરણના સ્તરો સુનિશ્ચિત થાય છે. જહાજ, ધીમે ધીમે હવાના વધુ અને વધુ ગાઢ સ્તરોમાં પ્રવેશ કરશે, તે ગરમ થશે અને તે જ સમયે તે પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચે ત્યાં સુધી ધીમું થશે.
12 ફેબ્રુઆરી, 1947 ના રોજ, સિખોટ-અલીનના પશ્ચિમી સ્પર્સમાં, પ્રિમોર્સ્કી ટેરિટરીના પ્રદેશ પર લોખંડની ઉલ્કા પડી. પૃથ્વી સાથેના મિલન સ્થળના માર્ગ પર, તે સેંકડો હજારો ટુકડાઓમાં ભાંગી પડ્યો અને વરસાદની જેમ પડ્યો. વાસ્તવમાં, એક ઉલ્કા દુર્લભ છે, લોખંડની ઉલ્કાઓ બમણી દુર્લભ છે, અને લોખંડનો વરસાદ ત્રણ ગણો દુર્લભ છે.
શીખોટે-એલિન ઉલ્કા એ વિશ્વની દસ સૌથી મોટી ઉલ્કાઓમાંની એક છે, અને સંખ્યાબંધ વિશેષતાઓ આ ઉલ્કાને અનન્ય બનાવે છે - ઉદાહરણ તરીકે, રાસાયણિક રચનાની એકંદર એકરૂપતા સાથે, તે એક સ્ફટિકનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું નથી, પરંતુ તે બનેલું છે. ઘણા અવ્યવસ્થિત રીતે લક્ષી સ્ફટિકો, "નબળી રીતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા" [ફેસેન્કોવ, 1978], જે કદાચ ઘણા ભાગોમાં પતનનું કારણ બને છે.
આ ક્લાસિક ઉલ્કાના પતનનું ઉદાહરણ છે.
પતનનો સમય અને સ્થળ, સુંદર હવામાન અને વોટરશેડ પણ અપવાદરૂપે અનુકૂળ હોવાનું બહાર આવ્યું છે, જેણે વિનાશના ચિત્રને મહત્તમ હદ સુધી સાચવી રાખ્યું છે.
ઉલ્કાના ક્રેશ સ્થળની શોધ બીજા દિવસે કરવામાં આવી હતી, અને બે અઠવાડિયા પછી પ્રથમ સંશોધકો ક્રેશ સાઇટ પર હતા.
પદાર્થના મોટા જથ્થાએ વધુ પડતા ઉપયોગના જોખમ વિના લગભગ કોઈપણ વિશ્લેષણ શક્ય બનાવ્યું. તેથી, ઉલ્કાનો સંપૂર્ણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. તેમના વિશે ઓછામાં ઓછા ત્રણ મોનોગ્રાફ્સ અને સેંકડો વૈજ્ઞાનિક લેખો લખવામાં આવ્યા છે. રસ ધરાવનાર કોઈપણ વિશિષ્ટ સાહિત્યનો સંદર્ભ લઈ શકે છે અને જેઓ અજાણ છે તેમના માટે હું સ્થાપિત તથ્યોનો ટૂંકો સારાંશ આપું છું.
હકીકતો અને આંકડા
હવે વિશ્વના તમામ ઓછા કે ઓછા મોટા મ્યુઝિયમોમાં સિખોટે-એલીન ઉલ્કાના નમૂનાઓ છે. નોંધાયેલ 27 ટન એકત્રિત સામગ્રી ઉપરાંત, ઘણા નમૂનાઓ સમગ્ર દેશમાં ફેલાયેલા છે અને સમયાંતરે અણધાર્યા સ્થળોએ તરતા રહે છે. જોકર્સ તેમને નવા ઉલ્કાઓ તરીકે પસાર કરે છે. સામાન્ય રીતે બનાવટી તરત જ શોધી કાઢવામાં આવે છે, આ ઉલ્કાનો દેખાવ ખૂબ જ લાક્ષણિક છે, પરંતુ એક દિવસ વસ્તુઓ ખૂબ આગળ વધી ગઈ...
યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સની ઉલ્કાઓ પરની સમિતિએ તે વિસ્તારમાં 15 અભિયાનો આયોજિત કર્યા જ્યાં સિકોટે-એલીન ઉલ્કાઓ પડી (1947-1950, 1967-1977). તેમાંના દરેકમાં લગભગ 30 લોકોનો સમાવેશ થતો હતો. ઉલ્કાના ટુકડાઓના છૂટાછવાયા વિસ્તારને રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યો હતો, વિસ્તાર પર આ ટુકડાઓનું વિતરણ સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું, ક્રેટર્સનું વિગતવાર વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું, અને સામગ્રી એકત્રિત કરવામાં આવી હતી. અંતે, આ વિસ્તારને કુદરતી સ્મારક તરીકે જાહેર કરવામાં આવ્યો.
ઉલ્કાએ પ્રિમોરીના ભૌગોલિક નકશાને સહેજ સુધાર્યો. હવે પાનખરના ક્ષેત્રમાં સીધા બે પ્રવાહોને માલી અને બોલ્શોઈ મેટિઓરિટની કહેવામાં આવે છે, અને આ વિસ્તારની સૌથી ઊંચી ટેકરીનું નામ એલ.એ. કુલિકા. નજીકનું ગામ પણ મેટોરિટ્ની છે (1972 સુધી તેને બેતસુખે કહેવાતું હતું).
અને આ ઉલ્કાના સૌથી સમર્પિત સંશોધક એવજેની લિયોનીડોવિચ ક્રિનોવ હતા, જેમનું હવામાનશાસ્ત્રમાં સભાન જીવન ટુંગુસ્કાથી શરૂ થયું હતું. આ ઉલ્કા તેની ઉલ્કા હતી. જોકે આ ઉલ્કા, તુંગુસ્કા ઉલ્કાની જેમ, શાબ્દિક રીતે ઉલ્કાશાસ્ત્ર સાથે સંકળાયેલા તમામ સંશોધકો દ્વારા સ્પર્શવામાં આવી હતી. તેમની વચ્ચે: acad. ફેસેન્કોવ, ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ગણિતના ડૉક્ટર. વિજ્ઞાન એન.બી. દિવારી, લેનિનગ્રાડના ભૂ-ભૌતિકશાસ્ત્રી ઇ.એસ. ગોર્શકોવ અને ઇ.જી.
ગુસ્કોવા, ટેલિન - ભૂસ્તરશાસ્ત્રીઓ એ.ઓ. Aaloe અને Y. Kestlane, Kyiv cosmochemist, Doctor of I don't know what Sciences V.P. સેમેનેન્કો, સોવિયેત કોસ્મોકેમિસ્ટ્રીના વડા, કેમિકલ સાયન્સના ડોક્ટર એ.કે. લવરુખિના, ટોમ્સ્ક ગણિતશાસ્ત્રી એ.પી.
બોયાર્કિન અને ઘણા, ઘણા અન્ય. હું એક વધુ વ્યક્તિનો ઉલ્લેખ કરવા માંગુ છું જેણે તમામ 15 અભિયાનોમાં સતત ભાગ લીધો - યેગોર ઇવાનોવિચ માલિંકિન.
પ્રથમ પરિબળ જે સ્પેસ ડિસેન્ટ વ્હીકલને બચાવવામાં મદદ કરે છે તે મર્યાદિત વંશ સમય છે. ગરમીનો પ્રવાહ આ અથવા તે શરીરમાં પ્રવેશે છે, તેનો નાશ કરે છે, જો કે, વંશ અટકે તે પહેલાં આ "કાર્ય" પૂર્ણ કરવા માટે સમય ન હોઈ શકે. તે આ અસર છે જેનો ઉપયોગ થાય છે: અવકાશયાનના થર્મલ સંરક્ષણ માટે. આ હેતુ માટે, હાઉસિંગની બહાર એક ખાસ કોટિંગ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે એરોડાયનેમિક હીટિંગ દ્વારા નાશ પામે છેજ્યારે થોડી ગરમી શોષી લે છે. એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉપકરણના વંશ દરમિયાન પ્રવેશતા ગરમીના પ્રવાહની તીવ્રતા એકદમ નિશ્ચિત હોવાથી, ગરમી-રક્ષણાત્મક કોટિંગની જાડાઈ એવી રીતે પસંદ કરવી શક્ય છે કે જ્યારે તે નાશ પામે, ત્યારે આ પ્રવાહ સંપૂર્ણપણે શોષાઈ જાય. , અને ઉપકરણનું મુખ્ય ભાગ અકબંધ રહે છે. ગરમીના પ્રવાહને શોષી લેતી સામગ્રીના વિનાશની પૂર્વનિર્ધારિત પ્રક્રિયાના આધારે થર્મલ પ્રોટેક્શનની પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે. અમૂલ્ય ઠંડક.તેના ઉપયોગની શક્યતા મુખ્યત્વે એવી સામગ્રીના અસ્તિત્વ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે, જ્યારે નાશ પામે છે, ત્યારે તે નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ગરમીને શોષી લેવામાં સક્ષમ હોય છે અને તે જ સમયે પ્રમાણમાં ઓછી ચોક્કસ ઘનતા અને સંતોષકારક શક્તિ ધરાવે છે.
50 ના દાયકાના મધ્યભાગમાં, જ્યારે રોકેટરી નિષ્ણાતોને રી-એન્ટ્રી મિસાઇલ વોરહેડ્સ માટે ગરમીથી રક્ષણના પ્રશ્નનો સામનો કરવો પડ્યો હતો, ત્યારે ફિનોલ-ફોર્માલ્ડિહાઇડ રેઝિન પર આધારિત ખાસ પ્લાસ્ટિક સારી ગરમી-શોષક ગુણધર્મો સાથે વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. 60 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, ઇપોક્સી રેઝિન પર આધારિત નવી સામગ્રીઓ પણ વિકસિત કરવામાં આવી હતી, જે, જો કે તેઓ સારા અમૂલ્ય ગુણધર્મો દર્શાવતા ન હતા, તેમ છતાં તેમાં સારી યાંત્રિક અને તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ હતી. ફાઇબરગ્લાસ ઉપરાંત, એસ્બેસ્ટોસ, કાર્બન, ક્વાર્ટઝ, ગ્રેફાઇટ અને અન્ય કેટલાક પ્રકારના ફાઇબરનો હાલમાં ઉપયોગ થાય છે.
પુનઃપ્રવેશ અવકાશયાન માટે હીટ શિલ્ડ બનાવવા માટે પ્રબલિત પ્લાસ્ટિકનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. પ્લાસ્ટિકની ઓછી ચોક્કસ ઘનતા હોવા છતાં, આ સ્ક્રીનોનો સમૂહ નોંધપાત્ર હોવાનું બહાર આવ્યું છે, તેથી, તેને ઘટાડવા માટે, મજબૂત થર્મલ લોડ્સને આધિન નાના સપાટી વિસ્તાર સાથે વંશના કમ્પાર્ટમેન્ટનો આકાર પસંદ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે. તદ્દન સારી રીતે આ હેતુ માટે યોગ્ય ગોળાર્ધ, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર વ્યવહારમાં થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે, વેનેરા-પ્રકારના સ્ટેશનોના ડિસેન્ટ મોડ્યુલ (પ્રોબ) ગોળાકાર આકાર ધરાવે છે અને તે ગરમી-રક્ષણાત્મક કોટિંગના ઘણા સ્તરોથી સજ્જ છે, જેનો એક ભાગ એરોડાયનેમિક બ્રેકિંગ દરમિયાન નાશ પામે છે, અને બાકીનો ભાગ તપાસના સાધનોને ઉચ્ચ તાપમાનથી સુરક્ષિત કરે છે. શુક્રનું તાપમાન, તેની સપાટી પર 280 ° સે સુધી પહોંચે છે. થર્મલ દૃષ્ટિકોણથી, અન્ય ગ્રહોની સપાટી પર ઉતરતા વાહનોના ભૌતિક ભાગની સલામતીની ખાતરી કરવી એ પૃથ્વીની નજીકની ભ્રમણકક્ષામાંથી ઉતરતી વખતે કરતાં વધુ મુશ્કેલ છે. આ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે "એલિયન" વાહનો ગ્રહોના વાતાવરણમાં ઉચ્ચ, બીજી કોસ્મિક ગતિએ પ્રવેશ કરે છે.
ગ્રહોના વાતાવરણમાં તેમના વંશ દરમિયાન અવકાશયાનના થર્મલ સંરક્ષણની સમસ્યાને હલ કરવા માટે, ફ્લાઇટની કેટલીક બેલિસ્ટિક સુવિધાઓ ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગુરુના વાતાવરણમાં વંશ માટે પ્રોબને હળવા માર્ગ સાથે દિશામાન કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે, જેથી પ્રવેશ બિંદુ ગ્રહના વિષુવવૃત્તની નજીક આવે, અને ચકાસણી તેના પરિભ્રમણની દિશામાં આગળ વધે. આ ગ્રહના વાતાવરણની તુલનામાં વાહનની ગતિ ઘટાડશે, અને તેથી તેની રચનાની ગરમી ઘટાડશે. ચકાસણીની રૂપરેખાંકન એવી રીતે પસંદ કરવામાં આવી હતી કે તે ઉચ્ચ ઊંચાઈએ મંદ થવાનું શરૂ કરે છે, જ્યાં વાતાવરણ હજુ પણ નોંધપાત્ર રીતે દુર્લભ છે. અવકાશયાનને તેમના વંશ દરમિયાન ગરમ કરવા સાથે સંકળાયેલી ઘણી બધી બેલિસ્ટિક સુવિધાઓ છે, અને શ્રેષ્ઠ ફ્લાઇટ પાથ પસંદ કરી રહ્યા છીએથર્મલ પ્રોટેક્શનની પદ્ધતિઓમાંની એક યોગ્ય રીતે ગણી શકાય.
થર્મલ પ્રોટેક્શનની સમસ્યા ફરીથી વાપરી શકાય તેવા અવકાશયાન માટે ખાસ કરીને મુશ્કેલ બની જાય છે. તેમની વિકસિત સપાટીઓ ખૂબ જ મોટા પ્રમાણમાં ઉષ્મા-રક્ષણાત્મક કોટિંગ તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, પુનઃઉપયોગી ઉપયોગ માટેની જરૂરિયાત ઉભી થાય છે, સામાન્ય રીતે કહીએ તો, એવી સામગ્રી વિકસાવવાનું કાર્ય કે જે વિનાશ વિના પરિણામી થર્મલ લોડનો સામનો કરી શકે. ઉદાહરણ તરીકે, અમેરિકન પુનઃઉપયોગી અવકાશયાનના શરીરની સપાટી પર મહત્તમ તાપમાન 1260-1454°C છે. એલ્યુમિનિયમ એલોયનું ઓપરેટિંગ તાપમાન જેમાંથી આવાસ બનાવવામાં આવે છે તે 180 ° સે કરતા વધારે ન હોવું જોઈએ. પરંતુ ઉપકરણના ક્રૂ અને સાધનો માટે પણ આ મૂલ્ય અસંતોષકારક છે. તેના વધુ ઘટાડાને વધારાના પગલાંનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે: કેબિનના આંતરિક થર્મલ ઇન્સ્યુલેશનમાં વધારો, થર્મલ કંટ્રોલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ગરમી દૂર કરવી વગેરે.
હકીકતમાં, ઉપકરણની સમગ્ર સપાટીને તાપમાનના સ્તર અનુસાર ચાર ઝોનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જેમાંથી દરેક તેના પોતાના કોટિંગનો ઉપયોગ કરે છે. કાર્બન ફાઇબર પ્રબલિત કાર્બન સામગ્રીનો ઉપયોગ વાહનના નાકના શંકુ અને પાંખની ટીપ્સ પર થાય છે, જ્યાં તાપમાન 1260 ° સે કરતા વધારે હોય છે. જેમ જેમ વાહન પૃથ્વી પર પાછું આવે છે તેમ, આ સામગ્રીનો નાશ થાય છે અને દરેક અનુગામી ઉડાન પહેલાં તેને નવી સામગ્રી સાથે બદલવી આવશ્યક છે. જ્યાં તાપમાન 371 ° સે કરતા વધારે ન હોય, ત્યાં લવચીક, ફરીથી વાપરી શકાય તેવી ગરમી-રક્ષણાત્મક કોટિંગનો ઉપયોગ થાય છે. તે વિસ્તારોમાં જ્યાં સપાટીનું તાપમાન 371-649 ° સે છે, તેનો ઉપયોગ થાય છે; 99.7% શુદ્ધ આકારહીન ક્વાર્ટઝ ફાઇબરનો સમાવેશ કરીને ફરીથી વાપરી શકાય તેવું કોટિંગ જેમાં કોલોઇડલ સિલિકા બાઈન્ડર ઉમેરવામાં આવે છે. 649–1260°C ના તાપમાન સાથે હાઉસિંગ ભાગનું થર્મલ પ્રોટેક્શન પણ ફરીથી વાપરી શકાય તેવા ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. તફાવત ટાઇલ્સના કદમાં રહેલો છે (152x152 mm જેની જાડાઈ 19-64 mm છે).
એ નોંધવું જોઇએ કે ફરીથી વાપરી શકાય તેવા જહાજના થર્મલ રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સની જરૂરિયાતો તદ્દન વૈવિધ્યસભર અને ખૂબ જ જટિલ છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, આ કોટિંગ્સમાં ખૂબ ચોક્કસ હોવું આવશ્યક છે ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો,ભ્રમણકક્ષાની ફ્લાઇટ દરમિયાન અને ઉતરતા તબક્કા દરમિયાન તેમનું તાપમાન જાળવવા માટે શું જરૂરી છે. જ્યારે વાહન વાતાવરણના ગાઢ સ્તરોમાં પ્રવેશે છે ત્યારે તેઓએ મોટા ગતિશીલ ભારનો સામનો કરવો જ જોઇએ. આ સમસ્યાને હલ કરવા માટે, સામગ્રીને છિદ્રાળુ બનાવવામાં આવે છે - ટાઇલના વોલ્યુમના 90% વોઇડ્સ કબજે કરે છે. પરિણામે, ટાઇલ્સમાં દબાણ હંમેશા આસપાસના દબાણ જેટલું હોય છે, તેથી તમામ એરોડાયનેમિક લોડ્સ વહાણની મુખ્ય રચનાની ત્વચા પર સ્થાનાંતરિત થાય છે.
આ નોંધમાં, અમે ફક્ત અવકાશયાનના થર્મલ પ્રોટેક્શનની સમસ્યાઓ પર જ સ્પર્શ કર્યો, તે બતાવવાનો પ્રયાસ કર્યો કે પ્રથમ વંશના વાહનોની ડિઝાઇન દરમિયાન સમસ્યાના કયા મૂળભૂત ઉકેલો સૂચવવામાં આવ્યા હતા. વિજ્ઞાન સ્થિર નથી; નવા ઉકેલો અને નવી સામગ્રી માનવતાના અવકાશ સંશોધન વિશેના સૌથી જંગલી સપનાને સાકાર કરવામાં મદદ કરશે.
લેખ માટેની મુખ્ય સામગ્રી પુસ્તકમાંથી ઉધાર લેવામાં આવી છે સલાખુતદીનોવા જી.એમ. પોર્ટલ પર પ્રકાશિત “સ્પેસ ટેકનોલોજીમાં થર્મલ પ્રોટેક્શન” www.astronaut.ru
