Rakieta kosmiczna. Czym jest, jakie są rodzaje rakiet?
Rakieta kosmiczna jest to obiekt latający, napędzany silnikiem rakietowym, który służy do przenoszenia ładunku użytecznego, np. statku kosmicznego, o czym uczymy się w szkole na fizyce. Od zawsze przyciąga uwagę, a jej charakterystyczny wygląd i moc odczuwalna szczególnie podczas startu budzą pewien rodzaj respektu. Czym są rakiety kosmiczne, jakie są ich rodzaje i jakie paliwo je napędza?
1. Czy jest rakieta kosmiczna?
Rakieta kosmiczna to rodzaj statku kosmicznego. Zwykle posiada silnik odrzutowy, zwany rakietowym, który generuje ruch poprzez wyrzucanie gazu z komory spalania. Może być napędzana także poprzez spalanie paliwa w wyrzutni.
Siła, która działa na rakietę to wynik trzeciej zasady dynamiki Newtona. Rakieta może poruszać się zarówno w atmosferze ziemskiej, jak i poza nią; często osiąga szybkość przekraczającą prędkość dźwięku.
Wzorem dzisiejszych rakiet były rakiety prochowe, używane jeszcze w XIII wieku w Chinach i w XIV wieku w Europie. Były to strzały zapalające, stworzone z rurek z prochem. Szybki ich rozwój nastąpił jednak dopiero w XX wieku. Zasady budowy oraz teoria ruchu rakiety kosmicznej została ogłoszona w 1903 roku przez rosyjskiego uczonego polskiego pochodzenia, Konstantina Ciołkowskiego.
W latach 20. i 30. pracowano nad silnikami rakietowymi na paliwo płynne, które początkowo stosowano w pociskach, a następnie w rakietach kosmicznych.
Za ich pomocą można wysłać w kosmos satelity, sondy, a nawet astronautów, co pozwala ludzkości eksplorować kosmos.
2. Jak działa rakieta kosmiczna?
Zasada działania rakiety kosmicznej jest taka sama jak w przypadku pierwszych rakiet prochowych, znanych od 1232 roku. Zasadniczo stosuje się do trzeciego prawa Newtona, zasady działania i reakcji. Rakieta kosmiczna używa silnika spalinowego do produkowania energii kinetycznej, która jest niezbędna do rozprężania się gazu.
Mówiąc inaczej, powietrze popycha rakietę z tą samą siłą, z jaką siła jest skierowana w dół przez gaz. Gdy gaz jest wyrzucany, wyrzucona w tym procesie energia powoduje, że rakieta nie tylko się podnosi, ale także może osiągać niezwykłą prędkość.
3. Jakie są rodzaje rakiet kosmicznych?
Wyróżnić możemy kilka rodzajów rakiet kosmicznych, a najważniejsze z nich to:
- ze względu na liczbę etapów: jednofazowe (rakiety monolityczne) i rakiety wielofazowe;
- ze względu na rodzaj paliwa: rakiety na paliwo stałe (utleniacz i propelent mieszają się w stanie stałym w komorze spalania) i rakiety na paliwo ciekłe (utleniacz i propelent przechowywane są poza komorą).
4. Najsłynniejsze rakiety kosmiczne w historii
- Wostok-K 8K72K - pierwsza załogowa rakieta, wyprodukowana w Rosji, dzięki niej Jurij Gagarin został pierwszą osobą, która dotarła do kosmosu;
- Atlas LV-3B - pierwsza amerykańska rakieta, która osiągnęła orbitę okołoziemską;
- Saturn V - rakieta, dzięki niej pierwsi ludzie: Neil Armstrong, Michael Collins i Buzz Aldrin dotarli na Księżyc.
