Ra­ket­forsk­ning

Mo­dern ra­ket­forsk­ning an­vän­des till un­der­håll­ning och ut­veck­ling av va­pen långt fö­re rymd­ål­dern.

Rymden – Från vår planet til universums djupaste hörn - - INNEHÅLL -

Ra­ket­forsk­ning har fun­nits se­dan 280 f.kr. då ki­ne­sis­ka al­ke­mis­ter upp­fann kru­tet. Ur­sprung­li­gen an­vän­des det till fyr­ver­ke­ri­er, men snart kom man på att krut även kun­de an­vän­das till va­pen som eld­pi­lar, bom­ber och lik­nan­de. Ra­ke­ter fort­sat­te att an­vän­das som va­pen fram till det ti­di­ga 1900-ta­let. År 1912 bygg­de Ro­bert God­dard den förs­ta ra­ke­ten med fly­tan­de bräns­le (ti­di­ga­re ra­ke­ter ha­de fast bräns­le) och in­led­de på så vis den mo­der­na ra­ke­te­ran. Till dags da­to har om­kring 500 upp­skjut­ning­ar ägt rum från NASA:S Cape Ca­na­ve­ral och över 5 000 sa­tel­li­ter har skju­tits upp från ra­ket­ba­ser run­tom i värl­den.

Or­det ”ra­ket” an­vänds till att be­skri­va allt från bi­lar till rygg­ra­ke­ter, men de fles­ta av oss as­so­ci­e­rar nog till rymd­fär­der. De fles­ta ra­ke­ter har sam­ma grund­kon­struk­tion. De är van­li­gen tub­for­ma­de med stap­la­de kom­po­nen­ter. Ra­ke­ter bär med sig fram­driv­nings­me­del (bräns­le och ett ox­i­da­tions­me­del), en el­ler fle­ra mo­to­rer, sta­bi­li­se­rings­en­he­ter och ett mun­styc­ke för ac­ce­le­re­tion och ex­pan­sion av ga­ser. Det finns emel­ler­tid många va­ri­a­tio­ner bland des­sa grun­de­le­ment.

Det finns två hu­vud­ty­per av ra­ke­ter: de med fast bräns­le och de med fly­tan­de. De först­nämn­da bär vis­sa lik­he­ter med de förs­ta krut­driv­na ra­ke­ter­na. Vid rymdupp­drag an­vänds of­ta ra­ke­ter med fast bräns­le som startra­ke­ter för att mins­ka mäng­den fly­tan­de bräns­le och där­med he­la kon­struk­tio­nens vikt. En van­lig typ av fast bräns­le som an­vänds i startra­ke­ter till NASA:S rymd­son­der är en kom­po­sit till­ver­kad av am­mo­ni­um­perko­lat, alu­mi­ni­um, jär­nox­id och en po­ly­mer som bin­der den. Driv­med­let för­pac­kas i ett höl­je. Ra­ke­ter med fast bräns­le

an­vänds ibland själ­va för att skju­ta upp lät­ta­re far­kos­ter i ba­na runt jor­den, men de kan in­te ge den typ av över­gri­pan­de drag­kraft som krävs för att pla­ce­ra tunga fö­re­mål i ba­na runt jor­den el­ler skju­ta ut dem i rymden. De kan ock­så va­ra svå­ra att kon­trol­le­ra och få stopp på då de väl har an­tänts.

Svå­rig­he­ter­na med att läm­na jor­dens yta har att gö­ra med gra­vi­ta­tio­nen. Det är där­för driv­kraf­ten – ra­ke­tens styr­ka – mäts i pund el­ler Newton. Ett punds drag­kraft är den mängd kraft som krävs för att hål­la ett ett ob­jekt som väger ett pund ob­jekt i nol­lä­ge mot jor­dens gra­vi­ta­tion. En ra­ket trans­por­te­rar bräns­le som väger be­tyd­ligt mer än fö­re­må­let den för­sö­ker för­flyt­ta (dess nyt­to­last – en rymd­far­kost el­ler sa­tel­lit).

Som jäm­fö­rel­se: tänk på vad som hän­der när man blå­ser upp en bal­long och se­dan släp­per den. Bal­long­en fly­ger runt i rum­met tack va­re kraf­ten som ska­pas av luft­mo­le­ky­ler­na som ru­sar ut. Det är Newtons tred­je rö­rel­se­lag (se fak­taru­ta på näs­ta si­da). Bal­long­en dri­ver dock ba­ra sig själv.

Ra­ke­ter mås­te ge­ne­re­ra en driv­kraft som är stör­re än de­ras mas­sa, vil­ken in­be­gri­per vik­ten på bräns­let. En rymd­fär­ja kan till ex­em­pel väga to­talt om­kring 4,4 mil­jo­ner punds med en möj­lig nyt­to­last på om­kring 230 000 punds. För att få allt att lyf­ta mås­te startra­ke­ter­na pro­du­ce­ra 3,3 mil­jo­ner pound driv­kraft var­de­ra och de tre hu­vud­mo­to­rer­na på tan­ken mås­te pro­du­ce­ra driv­kraft mot­sva­ran­de

375 000 pound.

Ra­ke­ter med fly­tan­de bräns­le har för­de­len av att tap­pa mas­sa i takt med att driv­med­let för­bru­kas, vil­ket i sin tur ökar ac­ce­le­ra­tio­nen. De har hög­re ener­gi­in­ne­håll än bräns­le med fast bräns­le. Van­li­gen be­står de av ett bräns­le och ett ox­i­da­tions­me­del i se­pa­ra­ta tan­kar som blan­das i en för­brän­nings­kam­ma­re. Ett sy­stem kon­trol­le­rar mäng­den driv­me­del som kom­mer in ba­se­rat på hur myc­ket driv­kraft som krävs. Ra­ke­ter med fly­tan­de bräns­le kan stop­pas och star­tas.

Även va­let av start­plats kan hjäl­pa ra­ke­ter att bli ef­fek­ti­va­re. Frank­ri­ke (som är med­lem­mar i Eu­ro­pe­is­ka rymd­or­ga­ni­sa­tio­nen) val­de att byg­ga en start­plats i Frans­ka Gu­i­nea in­te ba­ra för när­he­ten till vatt­net, ut­an ock­så för att plat­sen lig­ger nä­ra ekva­torn. Att av­fy­ra en ra­ket nä­ra ekva­torn, i en öst­lig rikt­ning, gör att man kan dra nyt­ta av ener­gin som ska­pas av jor­dens ro­ta­tions­has­tig­het på 0,465 km/s. Det be­ty­der ock­så att det är lät­ta­re att pla­ce­ra ra­ke­ten i geo­syn­kron ba­na ef­tersom det krävs fär­re kor­ri­ge­ring­ar av kur­sen.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Sweden

© PressReader. All rights reserved.