अंतरिक्ष सुरंगें और सिर पर लोहा या हमें वोस्टोचन कॉस्मोड्रोम की आवश्यकता क्यों है

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

दूसरे दिन मुझे आरआईए नोवोस्ती के इन्फोग्राफिक से परामर्श करने के लिए कहा गया, जो वोस्टोचन कॉस्मोड्रोम से पहले लॉन्च के लिए समर्पित था। और सामग्री के प्रारूप की सीमाओं के कारण एक बड़ा सरलीकरण होगा। वास्तव में, हमें वोस्टोचन कोस्मोड्रोम की आवश्यकता नहीं है क्योंकि अधिकांश नागरिक प्रक्षेपण बैकोनूर कोस्मोड्रोम से होते हैं।

लेकिन यह समझाने के लिए कि हमें इसकी आवश्यकता क्यों है, हमें यह बताना होगा कि अंतरिक्ष यान की कक्षा की तुलना सुरंग से क्यों की जा सकती है, और यह भी समझाएं कि आकाश से किस प्रकार का "लोहा" गिरता है, और किस पर गिरता है।

आकाश में सुरंग

कक्षीय गति का भौतिकी पूरी तरह से उल्टा है। बल्कि एक सामान्य व्यक्ति की कल्पना के विपरीत होता है। और यहां तक कि अच्छी फिल्में, जो यथार्थवाद के लिए प्रयासरत प्रतीत होती हैं, पूरी तरह से गलत विचार देती हैं कि उपग्रह और अंतरिक्ष यान कैसे उड़ते हैं। "ग्रेविटी" याद रखें, जो प्रसिद्ध रूप से हबल से आईएसएस और फिर चीनी स्टेशन के लिए उड़ान भरी थी? भले ही हम कक्षीय ऊंचाई में अंतर को छोड़ दें, कक्षीय गति का एक पैरामीटर ऐसी उड़ानों की थोड़ी सी भी संभावना को मार देता है। इस पैरामीटर को "कक्षीय झुकाव" कहा जाता है।

कक्षा झुकाव उपग्रह की कक्षा के तल और भूमध्य रेखा के तल के बीच का कोण है (पृथ्वी उपग्रह के लिए)

उदाहरण के लिए, "गुरुत्वाकर्षण" के मामले में चित्र इस प्रकार होगा:

और यह तथ्य कि कक्षाओं के तल बिल्कुल मेल नहीं खाते हैं, कोई समस्या नहीं है। वास्तविक परेशानी यह है कि कम गोलाकार कक्षा (और हबल, आईएसएस, तियांगोंग और अन्य उपग्रहों का द्रव्यमान कम गोलाकार कक्षा है) के लिए, झुकाव में परिवर्तन बहुत महंगा है। कक्षा को 45 ° से "घूमने" के लिए, हमें अपनी गति को लगभग 8 किमी / सेकंड से बदलना होगा, उतनी ही राशि जितनी हमें कक्षा में प्रवेश करने के लिए चाहिए थी। और गति बदलना ईंधन की बर्बादी और चरणों का रीसेट है। यानी अगर 300 टन वजन वाला रॉकेट 7 टन को कक्षा में रखता है, तो 45 डिग्री के झुकाव में बदलाव के बाद केवल 150 किलोग्राम रह जाएगा। वास्तव में, प्रत्येक ऑर्बिटर एक अदृश्य सुरंग के अंदर उड़ता है, जिसका व्यास उसकी गति को बदलने की क्षमता पर निर्भर करता है। इसलिए, उपग्रहों को लॉन्च करते समय, वे उन्हें तुरंत वांछित झुकाव पर लाने का प्रयास करते हैं।

पीटा सड़कें

मौजूदा ऑर्बिटर्स के लिए किस झुकाव का उपयोग किया जाता है? अब पृथ्वी की कक्षा में कई उपग्रह हैं:

अगर आप बारीकी से देखें तो आप देख सकते हैं कि कुछ कक्षाओं में और भी उपग्रह हैं। यहाँ पृथ्वी के सापेक्ष उपग्रहों की गति को दर्शाने वाली एक तस्वीर है:

भूस्थिर कक्षा (हरा)। यह 36,000 किमी की ऊँचाई और 0 ° के झुकाव के साथ एक गोलाकार कक्षा है। इस पर उपग्रह पृथ्वी की सतह पर एक बिंदु से ऊपर स्थित है, इसलिए, चित्र में, सही भूस्थैतिक कक्षा एक हरे बिंदु द्वारा इंगित की गई है। ग्रीन लूप दोषपूर्ण उपग्रह हैं या ईंधन से बाहर हैं। भूस्थैतिक कक्षा चंद्रमा के अशांतकारी प्रभाव में है, और आपको अपनी जगह पर बने रहने के लिए ईंधन खर्च करने की आवश्यकता है। इस कक्षा में दूरसंचार उपग्रहों का वास है, जो लाभदायक हैं, इसलिए इस पर रिक्त स्थानों का पता लगाना पहले से ही कठिन है।

ग्लोनास / जीपीएस कक्षाएं (नीला और लाल)। इन कक्षाओं की ऊंचाई लगभग 20,000 किलोमीटर और झुकाव लगभग 60 ° है। जैसा कि नाम का तात्पर्य है, वे नेविगेशन उपग्रह ले जाते हैं।

ध्रुवीय कक्षा (पीला)। ये कक्षाएँ 90 ° के क्षेत्र में झुकी हुई हैं और ऊँचाई आमतौर पर 1000 किमी से अधिक नहीं होती है। इस मामले में, उपग्रह हर चक्कर में ध्रुवों पर उड़ जाएगा और पृथ्वी के पूरे क्षेत्र को देखेगा। ऐसी कक्षाओं की एक अलग उप-प्रजाति सूर्य-तुल्यकालिक कक्षाएँ हैं जिनकी ऊँचाई 600-800 किमी और झुकाव 98 ° है, जिसमें उपग्रह पृथ्वी के विभिन्न भागों में लगभग एक ही स्थानीय समय पर उड़ान भरते हैं।इन कक्षाओं में मौसम विज्ञान, मानचित्रण और टोही उपग्रहों की मांग है।

इसके अलावा, 450 किमी की ऊँचाई और 51.6 ° के झुकाव के साथ ISS की कक्षा पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

बेरहम भूगोल

खैर, ठीक है, हमने मूड को समझ लिया, पाठक कहेंगे। और कॉस्मोड्रोम कहाँ है? तथ्य यह है कि ऐसा अप्रिय भौतिक नियम है:

कक्षा का प्रारंभिक झुकाव कॉस्मोड्रोम के अक्षांश से कम नहीं हो सकता है।

ऐसा क्यों है? यदि हम पृथ्वी के मानचित्र पर उपग्रह के प्रक्षेपवक्र को खींचते हैं तो सब कुछ स्पष्ट हो जाता है:

यदि हम बैकोनूर से शुरू होकर पूर्व की ओर गति करना शुरू करते हैं, तो हमें बैकोनूर अक्षांश, 45 ° (लाल) के झुकाव के साथ एक कक्षा मिलती है। यदि हम उत्तर पूर्व की ओर गति करना शुरू करते हैं, तो कक्षा का सबसे उत्तरी बिंदु बैकोनूर के उत्तर में होगा, अर्थात झुकाव अधिक (पीला) होगा। यदि हम धोखा देने की कोशिश करते हैं और दक्षिण-पूर्व की ओर गति करना शुरू करते हैं, तो परिणामी कक्षा में अभी भी बैकोनूर के उत्तर में सबसे उत्तरी बिंदु होगा और फिर से, एक बड़ा झुकाव (नीला) होगा।

लेकिन ऐसी कक्षा शारीरिक रूप से असंभव है, क्योंकि यह पृथ्वी के द्रव्यमान के केंद्र से नहीं गुजरती है। अधिक सटीक रूप से, इंजन बंद होने पर उड़ना असंभव है। आप इंजन के चलने के साथ कुछ समय के लिए ऐसी कक्षा में हो सकते हैं, लेकिन ईंधन बहुत जल्दी खत्म हो जाएगा।

इस प्रकार, यदि हम उपग्रहों को भूमध्य रेखा से नहीं भूस्थिर कक्षा में लॉन्च करना चाहते हैं, तो हमें किसी तरह ईंधन की खपत करते हुए कक्षीय झुकाव को रीसेट करने की आवश्यकता है। यह वे लागतें हैं जो बताती हैं कि क्यों वही सोयुज-2.1ए रॉकेट भूमध्य रेखा के पास कुरु कॉस्मोड्रोम से उपग्रहों को भूस्थिर कक्षा में सफलतापूर्वक प्रक्षेपित करता है, लेकिन बैकोनूर से इन कार्यों के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।

रूस एक उत्तरी देश है। और अगर उपग्रहों को प्लासेत्स्क से ध्रुवीय और ग्लोनास कक्षाओं में सुरक्षित रूप से लॉन्च किया जा सकता है, जो 63 ° के अक्षांश पर स्थित है, तो एक भूस्थैतिक कक्षा के लिए, आगे दक्षिण में कॉस्मोड्रोम स्थित है, बेहतर है। और यहाँ दूसरी समस्या लागू होती है - हर क्षेत्र एक कॉस्मोड्रोम के लिए उपयुक्त नहीं है।

कुंपोल पर कदम

सभी आधुनिक रॉकेट, जब एक उपग्रह लॉन्च करते हैं, तो पृथ्वी पर गिरने वाले चरणों और नाक के फेयरिंग को छोड़ देते हैं। यदि क्रैश साइट किसी अन्य देश में है, तो आपको प्रत्येक लॉन्च के लिए उस देश के साथ बातचीत करनी होगी। इसलिए, उदाहरण के लिए, बैकोनूर कोस्मोड्रोम का न्यूनतम झुकाव 45 ° नहीं, बल्कि 51 ° है, क्योंकि अन्यथा दूसरा चरण चीन में गिर जाएगा:

और उस स्थान पर जहां पहला चरण गिर गया, आपको कजाकिस्तान के साथ बातचीत करनी होगी और इन क्षेत्रों के उपयोग के लिए भुगतान करना होगा। कभी-कभी समस्याएं उत्पन्न होती हैं और उपग्रहों के प्रक्षेपण में देरी होती है। गिरावट के क्षेत्रों को बड़े पैमाने पर अलग-थलग करना होगा:

और रूस के यूरोपीय भाग में कॉस्मोड्रोम के लिए कोई अच्छी जगह नहीं है। मैंने नक्शों के साथ खेला, काकेशस में आप चकमा दे सकते हैं और मोजदोक के क्षेत्र से लॉन्च करने की कोशिश कर सकते हैं, लेकिन फिर भी आपको कोशिश करनी होगी ताकि दूसरा चरण कजाकिस्तान में न गिरे। यदि आप क्रीमिया से एक रॉकेट लॉन्च करते हैं, तो पहला चरण रोस्तोव-ऑन-डॉन के पास आबादी वाले क्षेत्रों में गिर जाएगा, और दूसरा चरण फिर से कजाकिस्तान में गिरने का प्रयास करेगा। और यह दोनों विकल्पों में बुनियादी ढांचे की समस्याओं को ध्यान में नहीं रख रहा है। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, आप यूएस स्पेसपोर्ट के लिए उपलब्ध झुकाव को देखेंगे और भौतिकी और भूगोल की हृदयहीनता पर पछतावा करेंगे।

लेकिन हमारे पास एक पूर्वी तट भी है। और, अगर हम वहां कॉस्मोड्रोम रखते हैं, तो सबसे अधिक मांग वाले झुकावों के लिए खर्च किए गए चरणों के पतन के लिए दूरस्थ क्षेत्रों को खोजना संभव होगा: 51, 6 ° (आईएसएस और भूस्थिर कक्षा में), 64, 8 ° (ग्लोनास), कुछ पृथ्वी संवेदन उपग्रह), 98 ° (ध्रुवीय कक्षा में)।

एक बार फिर थीसिस

वोस्टोचन कोस्मोड्रोम हमें अन्य देशों के साथ इन प्रक्षेपणों को समन्वयित करने और बहिष्करण क्षेत्रों का उपयोग करने के लिए भुगतान करने की आवश्यकता के बिना भूस्थैतिक कक्षा और आईएसएस में पेलोड लॉन्च करने में सक्षम करेगा। यह देश के दक्षिणी भाग में स्थित है और एक प्रारंभिक कक्षीय झुकाव प्रदान करता है जो बैकोनूर से भी बदतर नहीं है। बैकोनूर (एक बार फिर, लॉन्च और क्रैश क्षेत्रों का समन्वय) में नए अंगारा लॉन्च वाहन के लिए लॉन्च कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए तर्कहीन है, लेकिन वोस्तोचन से यह कम पेलोड नहीं प्रदान करेगा।

अच्छी छोटी बात: एक सर्विस टावर के साथ नया लॉन्च कॉम्प्लेक्स, जैसे कौरौ में, पश्चिमी पेलोड लॉन्च करने की अनुमति देगा, जिसे लॉन्च वाहन पर सीधे स्थिति में रखा जाना चाहिए।

एक बोनस बुनियादी ढांचे का विकास भी है, क्षेत्र के विकास के लिए एक प्रोत्साहन, एक विज्ञान शहर, और इसी तरह।

युपीडी: इन्फोग्राफिक आउट। यह अफ़सोस की बात है, हमारे पास उपग्रहों के स्थान को फिर से बनाने का समय नहीं था। अभी भी बहुत संक्षेप में, हमने यह समझाने की कोशिश की कि यहाँ क्या लिखा है। मेरी राय में, यह अच्छी तरह से निकला।