Александр Розов (alex_rozoff) wrote,
Александр Розов
alex_rozoff

Categories:

Выход из гравитационной ямы: сравнительная энергетическая бухгалтерия астронавтики.

Мы живем на дне гравитационной ямы глубиной 31 МДж/кг.
Иначе говоря: на уровне поверхности Земли разогнать 1 кг полезного груза до скорости, при которой g - (гравитационное ускорение свободного падения) сравнятся с центростремительным ускорением для окружного движения v^2/R. Это 7.9 км/с (первая космическая скорость). А соответствующая кинетическая энергия Ek=m*V^2/2. Это при m=1 кг, это 31 МДж.
Вообще-то разогнать недостаточно, надо еще поднять выше границв влияния атмосферы (это примерно 400 км), так что добавим еще Ep=m*g*h. это составляет еще 4 МДж.
Итого 35 МДж, чтобы наш полезный груз завертелся на круговой орбите в 400 км над землей.
Смешная энергия - она примерно равна теплоте сгорания 1 литра бензина. Или теплоте сгорания 0.3 кг водорода.

Увы: тот метод, которым мы пользуемся - запуск при помощи ракеты с химическим топливом - имеет чудовищно низкий КПД.
Расчеты приведены тут:"Ланге В. Сколько стоит запуск спутника?"
http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Запуск_спутника
Кроме того, технологически приходится тащить с собой не только топливо, но и окислитель.
В эталонной криогенной ракетной топливной паре топливо: водород, окислитель: кислород, на 1 кг топлива надо тащить 8 кг окислителя. Не забудем, что сама ракета (разгонные ступени) тоже немало весят.
Для некоторых ракет данные приведены тут: "Эксперт раскритиковал ракету "Ангара" и космодром Плесецк: на 1 кг груза нужно 700 кг топлива и окислителя
Подробнее: https://www.newsru.com/russia/21may2012/angara.html"
https://www.newsru.com/russia/21may2012/angara.html
В лучшем случае доля полезного груза в стартовой массе ракеты составляет 3% (это при выводе на низкую орбиту, а при выводе на геостационарную орбиту высотой 35 тысяч км долея полезного груза составит лишь 0.5%).
Такая неприятность... Что же с этим можно сделать:
Read more...Collapse )
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 249 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →