Персональные инструменты
Счётчики

Портал:Ниасилили/Космическая ракета

Материал из Lurkmore
Перейти к: навигация, поиск
Recycle.pngЭта статья находится на доработке.
Эта статья всё ещё не взлетела и не соответствует нынешним реалиям /lm/. Если 03.02.2018 не наступит решительного улучшения, статья подлежит безоговорочному уничтожению.Дата последней правки страницы: 05.01.2018

Космическая ракета — высокотехнологичное изделие, предназначенное для доставки Гагаринов, спутников связи, метео-, гео- и милитариразведки, научного оборудования и прочего кошера на орбиту и дальше. Сестра-близнец своей сестры-близнеца, символ самой эпичной фаллометрии в истории и источник множества срачей и лулзов.

Содержание

[править] История вопроса

[править] Античность

Давным-давно, когда человеки уже слезли с дерева, приняли привычный для нас вид, научились прилично обрабатывать камень и начали внедрять передовую технологию системы «годичный агротехнический цикл», им потребовалось каким-то образом этот самый год отсчитывать, чтобы понимать, когда нужно пахать, когда жать, а когда можно невозбранно забухать. Собственно, тогда самые умные (или самые глазастые) представители прогрессивного человечества и заметили, что положение светящихся точек и кругов на небе происходит с определённой цикличностью, и с такой же цикличностью происходит смена времён года. Умных слов «солнечная постоянная», «освещённость» и «энергетический баланс планеты» они не знали, но взаимосвязь «звёзды — нямка» усвоили твёрдо, что и обусловило интерес человечества к процессам на небе, как здоровый, так и не очень, на многие тысячелетия вперёд.

Основой подмеченных закономерностей было видимое движение солнца по эклиптике, то есть смещение светила относительно звёзд на 1/365 против часовой стрелки (в северном полушарии, в южном, соответственно, наоборот) каждые сутки. Довольно быстро специально обученные граждане, которым древнее быдло доверило слежение за звёздами во имя пламени производства и поглощения жратвы, заметили, что среди просто висящих на небе в неподвижности звёзд есть пять особых, которые мало того, что не сидят на месте, так ещё и выписывают кренделя, достойные самых пьяных представителей древнего общества. Специально для наблюдения за небесными алкоголиками из деревянных реек были запилены примитивнейшие инструменты для измерения того, что благодарные потомки назовут склонением и прямым восхождением. Древние начали записывать небесные координаты светил, которые обозвали планетами, то бишь блуждающими, а потом долго сидеть над таблицами с поллитрой, пытаясь прочухать, в чём тут дело. Пытались долго.

Тем временем в стране педерастов появились люди, готовые наблюдать за светилами не потому что жрать хочется, а потому что чисто интересно, как оно там. Вдобавок это был первый случай, когда наблюдатели смогли (благодаря развитому мореходству греческие колонии находились по всей Ойкумене от Гибралтара до Крыма) сравнивать результаты астрономических изысканий в разных точках, сделанные в одно и то же время. Оказалось, что склонение одного и того же небесного тела в одно и то же время отличается при измерении в местах южнее и севернее друг друга, причём отличается существенно — разница между Крымом и Африкой может достигать пятнадцати градусов, например. Это был первый звоночек в пользу такой штуки, как шарообразность Земли. Второй и куда более существенный — круглая форма тени во время лунных затмений, поскольку тень от диска при любом положении Луны, отличном от вертикального, должна была иметь форму эллипса. Сообразить, что фаза Луны связана с её положением относительно Солнца, а значит, Луна тоже является шарообразным телом, а не диском, было уже довольно просто. Собственно, апогеем античной мысли стало довольно точное измерение радиуса Земли, проведённое неким философом, ахтунгом и просто хорошим человеком Эратосфеном. Суть такова: берутся два города приблизительно на одном меридиане (приблизительность определяется измерителем), в них замеряется максимальное склонение Солнца в одни и те же сутки. Если отношение радиуса Земли к расстоянию до Солнца принимается равным нулю, лучи от наблюдателей до Солнца будут параллельны, следовательно, разница в склонениях есть угловое расстояние между городами при наблюдении из центра Земли. Известное расстояние между точками делим на полученный угол и умножаем на 360 — получаем длину окружности, из которой элементарно вычисляется радиус.

Однако Земля Землёй, а в рамках общего мироустройства напрашивались две взаимоисключающие теории. Либо Земля находится в центре Вселенной, а всё остальное обращается вокруг неё, либо Земля обращается вокруг Солнца, как и всё остальное, кроме Луны. Обе теории, с точки зрения древних, имели недостатки: первая хреново объясняла поведение планет, для чего пришлось вводить пиздецки неповоротливую систему деферентов и эпициклов, google it, вторая движение планет объясняла полностью, но из неё имелось вопиющее исключение в виде Луны, обращение которой вокруг Земли к тому времени было уже очевидно всем, что изрядно портило стройную картину в глазах перфекционистов, к тому же по теории должен был быть наблюдаем годичный параллакс звёзд, а его не было. Гелиоцентрики отмазывались тем, что расстояние до звёзд бесконечно велико по сравнению с расстоянием от Земли до Солнца, а геоцентрики усмехались и подбрасывали ещё деферентов. Главным же аргументом против гелиоцентрической теории была господствовавшая в то время механика Аристотеля, согласно которой сила порождает не ускорение, а именно скорость. И если с концепцией движения светил по небесным сферам, что было в геоцентрической модели, мозги античной интеллигенции примириться могли, ибо светила состояли из «неземного невесомого огня» и законам физики, по их мнению, могли не подчиняться, то идея непрерывного вращения огромной и тяжёлой Земли без приложения усилий вызывала у них немедленный взрыв мозга. Дебаты продолжались до скончания Древнего Рима, а потом наступил пиздец и тотальный христоз головного мозга более чем на тысячу лет, благодаря чему забыли не только про гелиоцентризм, а даже про шарообразность Земли.

[править] Коперник, Кеплер, Галилей и Ньютон

Гелиоцентризм strikes back в веке шестнадцатом, годах этак тридцатых-сороковых, когда некий пшекоанон, до того мирно смотревший за звёздами из своей уютной ламповой Польши, начитался экстремистской древнегреческой литературы, некоторое время назад переведённой другим аноном с арабского на латынь, после чего разродился собственным трактатом под названием «об обращении небесных сфер». Надо сказать, что сам Коперник был экстремистом весьма умеренным и центральное положение Земли не исключал — у него получалось, что Луна и Солнце вращаются вокруг Земли, а планеты вращаются вокруг Солнца. Наблюдательный анон заметит, что такая система тру гелиоцентрической попросту эквивалентна, но хорошего человека Галилея тогда ещё не было, а значит, не было и принципа относительности движения. Но он скоро появится.

Можно было бы пуститься в пространные рассуждения о взаимосвязи крестовых походов с проникновением в Европу арабских переводов трудов древнегреческих философов, и, таким образом, к диалектически противоречивой роли религиозного фанатизма как, с одной стороны, несомненно деструктивного начала человеческой природы, а с другой — непосредственного двигателя прогресса, что несёт в себе начало, очевидно, конструктивное. Но статья всё-таки про ракеты и мы не будем слишком уходить в дебри. Вдумчивый анон поразмышляет об этом на досуге.

Естественно, немедленно прогрессивное сообщество подняло вой, связанный в первую очередь с тем, что анонимус покусился на святое — на механику Аристотеля, в которой скорость пропорциональна прикладываемой силе. Впоследствии классическая механика, в которой сила порождает ускорение, появилась именно как подгонка к гелиоцентрической системе мира, а вовсе не наоборот, как проповедуют некоторые. Отголоски воя дошли до нас в формате предельно мифологизированного срача «Религия vs Наука». Сама система, надо сказать, хромала на обе ноги, по точности недотягивая до «Амальгеста», составленного больше чем за тыщу лет до того. Словом, изначально с доказательной базой всё было очень хреново, но вскоре последователи Коперника начали эти баги фиксить. Сначала некто Иоганн Кеплер, нагло воспользовавшись личным архивом другого замечательного человека по имени Тихо Браге (который, кстати, был ярым геоцентриком и испытал жуткую боль в чреслах от того, как Йоха втёрся к нему в доверие и в грязных целях использовал труды, по сути, всей его жизни), в котором тот обобщил данные по движению планет за последние тридцать лет, посидев над таблицами лет пять и проанализировав их с точки зрения концепции «Солнце в центре», вывел законы имени себя, которые в слегка модифицированном виде и сейчас применяются в орбитальной баллистике (см. соотв. подраздел в разделе «орбитальное движение»), чем резко уравнял системы по точности. Затем появился Галилей, решивший сразу две проблемы: во-первых, он чисто эмпирически опроверг аристотелевскую механику, введя понятие об инерции и относительности движения, чем устранил основной аргумент геоцентриков, во-вторых, придумал использовать морскую зрительную трубу для наблюдения за небесными объектами, что сразу увеличило доказательную базу на порядок. Прежде всего, были открыты спутники Юпитера, что уже показало отсутствие уникальности Земли как тела, вокруг которого достоверно вращается Луна. Далее, существование Юпитера, Сатурна, Венеры, Меркурия и Марса в виде диска, а не точки на небе и наличие у них фазы. После этого оставалось только ввести простую и понятную концепцию механики, что и сделал уже сначала Роберт Гук, установив, что законы Кеплера элементарно выводятся из положений об относительности движения и инерции и предположении о существовании некой силы, действующей на планеты со стороны Солнца и убывающей пропорционально квадрату расстояния до него, а затем Ньютон, установив школьное γ*M*m/r2 — см. канонический текст от 1687 года про выстрел из пушки с горы и первую космическую скорость. Собственно, в этом тексте и была показана теоретическая возможность орбитального движения не только небесных тел, но и для рукотворных объектов, с него же отсчитывается и теоретическая космонавтика. Далее речь пойдёт именно об этом.

А последний гвоздь в крышку гроба геоцентризма был забит уже в XIX веке, когда астрономы таки обнаружили годичный параллакс у ближайших звёзд, чем положили также начало определению масштабов Галактики и, следовательно, теории межзвёздных перелётов.

[править] Пионеры ракетостроения

Однако теория теорией, а практика вносит свои коррективы в любое начинание. Так и тут, исследования в области аэродинамики и артиллерии привели к неутешительному выводу, что, во-первых, создание пушки, способной разогнать снаряд до космических скоростей, невозможно, во-вторых, такой снаряд, будучи выпущен на уровне моря, в считанные секунды испарится от трения об атмосферу, в-третьих, при решении двух предыдущих проблем запустить таким образом получится исключительно чугуниевую болванку, что, в общем-то, бесполезно с практической точки зрения. Кроме того, поскольку орбита при отсутствии изменения энергии тела сохраняется неизменной, а траектория снаряда, вылетевшего из пушки, расположенной в плотных слоях атмосферы, как минимум в точке вылета проходит через плотные слои атмосферы, запустить таким образом спутник выйдет разве что на околосолнечную орбиту. Выводы эти, надо сказать, делали не какие-нибудь непонятные хрены с гор, а вполне серьёзные люди, занимавшиеся серьёзной задачей: доставкой начинённой фугасом болванки на голову вероятному противнику. Здесь и далее развитие ракет космических неотъемлемо связано с развитием ракет баллистических и для общего развития рекомендуется сначала прочитать ту статью, а потом уже эту. Тем, кому лень, предлагается краткий пересказ.

Ракета как явление была известна довольно давно — столько же, сколько и порох. Первым боевым применением последнего после подсыпания во вражескую кашу для организации массового поноса были именно они. Суть довольно проста — к обычной стреле привязывается пороховой двигатель на манер тех, что сегодня вам сваяет любой школьник. При выстреле из лука или арбалета двигатель запускался, что кратно увеличивало радиус обстрела, не говоря уже о том, что противник от такой эрзац-катюши неудержимо срал кирпичами. После массового распространения огнестрела особой популярностью изделие не пользовалось, ибо стоит дорого (пороха на одну ракету надо как на десять зарядов для ружжа), требует прямых рук для применения, ещё более косое, чем гладкоствольный огнестрел и не пробивает даже пивную банку. Интерес к ракетам как к оружию появился только к концу XIX века, когда изобрели нормальные составы для топлива, мощные фугасные заряды, контактные взрыватели и такую кошерную вещь как сопло Лаваля, а также получили оборудование, позволяющее дёшево и массово производить изделия с приемлемой для военного применения точностью. Основным преимуществом ракеты перед системой «пушка — снаряд» с точки зрения военных была мобильность конструкции, ибо первая при равной массе боевой части в разы легче второй, но при этом и в разы дороже. Последний недостаток ликвидировался при переходе к большим системам а-ля пушка «Колоссаль», обстреливавшая Париж с дистанции в сто тридцать километров, поскольку прирост стоимости пушки для произведения такого эффекта растёт гиперболически, то есть на определённом значении попросту стремится в бесконечность, а ракеты — всего лишь экспоненциально. Вторая причина интереса военных к ракетам, причём именно жидкостным ракетам, характерная конкретно для Германии — запрет на разработку сверхдальней артиллерии и твердотопливных ракет, наложенный Версальским договором. Конечно, чем ближе ситуация подходила к войне, тем больше было похуй на договор, но чтобы ситуация подошла к войне, требовался способ доставлять национал-социализм на головы британцам, следовательно…

Ракету как средство для исследования космических пространств начали рассматривать существенно раньше — ещё в конце XIX — начале XX века. Недостатков пушки она в этом смысле была лишена, поскольку возможность достижения космических скоростей сама по себе предоставляла, разгонялась плавно, без превращения сидящих внутри человеков в кровавую жижу (по крайней мере, при прямых руках конструктора) и могла сначала вывести аппарат за пределы атмосферы, а уже потом придать ему космическую скорость, чем сводила к минимуму аэродинамические потери «дельты». Тогда же была показана принципиальная возможность существования жидкостных ракетных двигателей, а в начале 20-ых годов появились и первые рабочие образцы. Так вышло, что основная часть этих экспериментов пришлась на Веймарскую Германию, а после прихода к власти Гитлера основная часть занимавшихся этим вопросом учёных была посажена на специальный почтовый ящик под Пенемюнде, где из них нашли самого умного и главного главнюка, дали ему звание полковника электриков, после чего дали задачу пилить ракету. Запилили только под конец войны, но до этого самого конца успели настругать аж 3000 штук, большая часть из которых была с переменным успехом выпущена куда-то в сторону Лондона. Когда Германии пришёл окончательный и бесповоротный пиздец, основные страны-победительницы вывезли результаты экспериментов и начали на их основе пилить своё. С этого момента, собственно, заканчивается период пионеров ракетостроения и начинается Холодная война.

[править] Космическая гонка

В последние дни войны на занятых немецких территориях разыгралась нешуточная драма под названием «охота наперегонки за ракетными технологиями». Сами ракетные технологии в лице Вернера фон Брауна и его подчинённых были на стороне синих, поскольку там было гораздо меньше шансов получить пулю за членство в одной экстремистской организации, нежели у красных. Успешные попытки главного конструктора сдаться пиндосам и обусловили победу последних в забеге. Коммунистам же досталось всего несколько ракет и никакого высококвалифицированного персонала. В итоге американцы сразу приступили к перепилке V-2, в то время как советские инженеры были вынуждены некоторое время потратить на реверс-инжиниринг. Вариант создавать ракеты с нуля ни теми, ни другими вообще не рассматривался, ибо в свете последних событий обладание штукой, способной доставить груз в пару тонн на несколько тысяч километров, и при этом не перехватываемой никакими известными на тот момент средствами, было пиздецки актуально, а значит, следовало использовать все доступные возможности для скорейшего получения заветной нюки.

Годы шли, ракеты пилились, дальность и полезная нагрузка росли. В конце концов это привело к тому, к чему должно было привести: советская баллистическая ракета Р-7, изначально предназначенная для доставки груза в 3 тонны на расстояние в 8000 километров, при чуть меньшей нагрузке ВНЕЗАПНО оказалась способной запустить оную на низкую околоземную орбиту. Что и было проделано 4 октября 1957 года в связи с некоторой задержкой в разработке, собственно, начинки для экстерминатуса Белого Дома, к вящей радости партии и обвалу акций всех кирпичных компаний в мире загнивающего капитализма в связи с перепроизводством основной продукции. Меньше чем через месяц на орбиту вывели второй, с собакой на борту. Собаке был выдан билет в один конец, зоошиза негодуэ, остальные улыбаются и просят ещё. В декабре американцы, пытаясь прикрыть позорный фэйл, срочно допилили напильником и запихали туда копипасту первого советского спутника. Спешка привела к от просто фэйла к эпик фэйлу: криво сделанная ракета бомбанула на старте на глазах у половины планеты. Пустив к разработке лично бывшего эсэсовца, амеры к своему удивлению получили хтоничную вундервафлю, сработанную по расово правильному KSP-принципу «moar basterz, moar dakka», которая таки запульнула хуйнюшку вдесятеро мельче «спутника» на орбиту. Чуть позже нормальную копипасту «бибики» запустили с помощью нормальной жидкостной ракеты «Авангард». После этого некоторое время можно было не пороть горячку, а сидеть и допиливать ракету, ибо моральный ущерб был частично возмещён, чем пиндосы и занялись. Советы тем временем запустили ещё несколько спутников, главным образом оснащённые научной аппаратурой и призванные выяснить, а можно ли туда вообще посылать человека так, чтобы ему ничего после этого не было. После пары первых советских фэйлов на этом поприще был запущен и первый аппарат со спуском.

Дальше пошло очень быстро, поэтому спискота под катом (сейчас кратко, потом по каждому пункту подробно распишу):

[править] Орбитальное движение

[править] Законы Кеплера

Планово допилить 5 января

[править] Задача трёх тел

Планово допилить 5 января

[править] Манёвры, дельта и прочее KSP

Планово допилить 6 января

[править] Взлёт и посадка, TWR, аэродинамика

Планово допилить 6 января

[править] Как устроена ракета

[править] Формула Циолковского и прочая теория

Планово допилить 7 января

[править] Двигательная установка, ТНА и баки

Планово допилить 7 января

[править] Начинка

Планово допилить 8 января

[править] Будущее

Впилить про возвращаемые ступени, космический лифт и прочую научную фантастику, сюда же ионники и ЯРД, время неопределено.

[править] Лулзы

[править] Галерея

[править] Ссылкота