2015年11月23日,私营太空企业蓝色起源创造了一些历史,杏耀苹果客户端它成功地发射、再入和着陆了完全可重复使用的载人火箭。
该项目的单级运载火箭将一个6人的原ype模块提升到约100公里(33万英尺)的高度。该模块重新进入大气层,并展开降落伞进行了一次干式着陆,而火箭进行了一次引人注目的自由落体运动,动力着陆,回到了不久前离开的发射台。
没有什么好挑剔的,这是一个非常非常酷的技术成就。但它也提供了一些关于进入太空、进入轨道和超越的挑战的观点。
让我们简单地分析一下这个问题,从一张幻灯片开始,我有时用它来教授航天飞行的基础知识。
快速总结一下达到地球逃逸速度需要什么。G是重力常数。m -地下是地球的质量,m是航天器的质量,r -地下是地球的半径。
最后一个方程代表了极端情况,整个猪。如果你想完全逃离地球,用一颗弹道导弹进入星际空间,你需要快速达到速度ve——大约11.2千米/秒(40300千米/小时)。
当然你不必这样做。只要你的火箭能提供一个比引力更大的向上的力,杏耀苹果app你就完全可以慢慢地爬出深空。
但是这和到达近地轨道相比如何呢?关于在行星上方某一高度保持圆形轨道所需的速度,下一张幻灯片告诉我们:
圆轨道速度
这看起来很有希望,你只需要达到逃逸速度的70%来保持轨道。如果我们忽略获得轨道高度所需的能量(超过大气阻力),
杏耀客服q3451-8577 ,达到轨道速度所需的能量大约是完全逃逸所需能量的50%。
除了,这如何与达到亚轨道点相比较?换句话说,就是做蓝色原点所做的事,基本上就是笔直地向上发射,然后再回落。
我不会在这里列出细节,但是计算很简单;我们可以问,在地球表面上的某个高度上的物体和在地球表面上的物体之间,重力势能有什么不同,我们可以问,在地球表面上的某个高度上的物体,和在地球表面上的物体之间,重力势能有什么不同。对于100公里的短途旅行,能量的变化大约是达到逃逸速度所需能量的1.5%,或者是建立轨道所需能量的3%。
换句话说,从完成100公里的亚轨道“下降”到进入近地轨道,大约需要增加32倍的能量预算。这个数字没有考虑到你是如何消耗能量的,还有推进的低效和阻碍力(比如大气摩擦力),这些都会增加能量的消耗。一枚进入轨道的火箭必须更大、更强大——只要问问Space X就知道了。
深陷于重力井中,头顶上覆盖着一层大气层,这可能是我们进化的关键因素,也是之前40亿年生物进化的关键因素,但在到达太空时,它肯定会很糟糕。