Члены Железнодорожной комиссии Техаса, главного регулятора нефтяной и газовой промышленности штата, во вторник проголосовали 3-0 за назначение дочерней компании SpaceX по разработке полезных ископаемых Lone Star в качестве оператора бездействующих нефтяных и газовых скважин на 24 акрах, разработка которых будет использована с целью обеспечения ракетного комплекса Starbase недалеко от устья Рио-Гранде.

Dallas Petroleum Group заявила права собственности на землю и пару бездействующих скважин, расположенных там, после сделки в октябре 2017 года с Sanchez Energy, которая продала эту же землю дочерней компании SpaceX Dogleg Park LLC в прошлом году. Сотрудники железнодорожной комиссии установили, что Sanchez продолжал платить земельные налоги, в то время как Dallas Petroleum Group даже не пыталась делать этого до слушания по спору в январе 2021 года.

Предыдущее слушание по этому делу показало, что SpaceX планирует заняться бурением скважин вблизи места запуска ракет Starship и использовать добываемый ею метан для их непосредственной заправки. SpaceX также планирует построить две электростанции, работающие на природном газе, и холодильное оборудование для производства именно сжиженного метана, согласно документам Федерального управления гражданской авиации.

Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!

Читать часть 1.

Джон Д. Кларк. "Зажигание! Неформальная история жидкого ракетного топлива." (pdf ссылка). Перевёл сам.
Глава пятая. Перекись - вечная подружка невесты.

Перекись можно назвать окислителем, который так и не взлетел. (По крайней мере пока). Не то, чтобы люди им не интересовались; в этой стране (США - прим. masuk0), и еще больше в Англии. По своей эффективности с большинством видов топлива он близок к азотной кислоте, как и по плотности, и в некоторых отношениях превосходит другие окислители. Во-первых - никаких токсичных паров, и не разъедает плоть, как азотная кислота. Если на тебя капнуло, и ты не тянул долго с тем, чтобы все промыть, все что тебя ожидает, это непрекращающийся зуд и белое пятно на коже, пока клетки, наконец, не обновятся. Да и коррозионное воздействие на металлы было не таким сильным, как у азотной кислоты.
Но (в деле ракетного топлива без “но” не бывает) точка замерзания 100% H2O2 всего на градус ниже таковой у воды. (85-90% раствор, наиболее доступный в 40е, имел температуру замерзания благоприятнее, но разбавлять ракетный окислитель балластом только, чтобы температура замерзания была пониже - это не то, что по нраву людям, занимающимся ракетным движением.) И она нестабильна.
Перекись водорода разлагается по схеме H2O2 -> H2O + 1/2 O2, с выделением тепла. Само собой, азотная кислота тоже распадается, но не экзотермически. А это большая разница: она означает, что распад перекиси саморазгоняется. Вот есть у тебя бак перекиси, без охлаждения. И вот взяла твоя перекись по какой-то причине разлагаться. Это разложение производит тепло, и греет остальную перекись, которая, естественно, начинает распадаться быстрее, и производит больше тепла. И вот это происходит быстрее и быстрее, пока все добро не взлетит на воздух с грандиозным Вжухом, или, возможно, даже Бахом, распространяя вокруг перегретый пар и горячий кислород.
А набор факторов, который может зачать разложение, вызывает обоснованную опаску: большая часть переходных металлов (Fe, Cu, Ag, Co, и т.д.), а также их соединений; большинство органики (плесните перекисью на шерстяной костюм и его носитель превратится в пылающий факел, подходящий для украшения садов Нерона); загрязнения разнообразного состава и происхождения; ионы OH. Назовите вещество наугад и с вероятностью 50/50 попадете в катализатор разложения перекиси водорода.
Есть и некоторые субстанции, к примеру, станнаты и фосфаты, которые могут быть добавлены к перекиси в следовых количествах и стабилизируют её, выводя из игры некоторые ионы переходных металлов, но их полезность и эффективность сильно ограничена; и они доставляют проблемы, когда вы хотите, чтобы шло катализированное разложение. Единственное, что помогает, это держать перекись в баке из чего-то, что не катализирует разложение (лучше всего чистый алюминий) и держать его чистым. И даже не хирургически чистым, а левически чистым. (библейская книга Левит разъясняет про "чистое" и "нечистое" и прочий Кашрут - прим. masuk0) Просто подготовить алюминиевый бак к наполнению перекисью - это целый ритуал, на который уходят дни. Оттирка, щелочная промывка, кислотная промывка, ополаскивание, пассивация разведенной перекисью - ещё и ещё. И даже когда все проделано - перекись всё равно медленно разлагается; не так чтобы начался неконтролируемый процесс, но достаточно, чтобы в баке накапливалось давление кислорода, делая укупорку невозможной. Занятие не для слабонервных - приложить ухо к баку с ракетным топливом и услышать: БУЛЬК... длинная пауза... БУЛЬК... и так далее. Пережив такой опыт, многие, не исключая, в частности, меня, имели склонность с подозрением поглядывать на перекись и обходить её стороной.
Так вот, в начале 45го к нам попало в руки немало немецкой перекиси, 80-85%. Кое-что ушло в Англию. Британцев сильно заинтересовала перекись как окислитель и немецкий производственный процесс. В тот же год они запустили мотор с использованием перманганата кальция как катализатора распада перекиси и фурфурола в качестве топлива, работали с ним несколько лет с разными, в основном углеводородными, видами топлива.
Остальное привезли в эту страну. Однако все содержало значительные количества станната натрия в качестве стабилизатора и не сильно подходило для экспериментальной работы. Так что флот заключил сделку с Buffalo Electrochemical Company (Becco), которая только разворачивала собственное производство высококонцентрированной перекиси. Флот отдал большую часть немецкой перекиси Becco, которая разводила её до 2-4% и делала ополаскиватель для рта или отбеливатель для волос (в чём стабилизатор им только помогал), а флот получал от них эквивалентное количество свежей 90% перекиси безо всяких стабилизаторов. А потом флот распределял её в разные места, где шла полевая работа.
Лаборатория реактивного движения была среди первых агентств в этой стране, которые занялись перекисью всерьез. С позднего 44го и по конец 48го они занимались разработками с использованием 87% или 100% перекиси в комбинации с разными видами топлива, включая метанол, керосин, гидразин и этилен диамин. Только гидразин был гиперголичен к перекиси (самовоспламенялся - прим masuk0), для всех остальных комбинаций требовался пиротехнический зажигатель. Одной экзотической комбинацей было сочетание перекиси с нитрометаном, чистым или с 35% нитроэтана или с 30% метанола. Особенным было крайне низкое отношения окислителя к топливу, которое было между 0,1 и 0,5, или вроде того. (С гидразином отношение было бы 2! Такое низкое отношение объясняется присутствием кислорода в топливе.)
Другие агентства, массачусетский технологический, General Electric, M.W. Kellog Co. среди них, жгли перекись с гидразином разной концентрации - от 54% до 100%. А Kellog, вслед за немцами, даже добавлял в гидразин катализатор K3Cu(CN)4.
По большому счету все добились приличных характеристик, хоть и имелись некоторые проблемы с зажиганием и стабильным горением, но вот высокая точка замерзания была проблемой потруднее, и большинство организаций потеряли к этому окислителю интерес.
Кроме флота. В то время адмиралы кричали, топали ногами и давились устрицами при мысли о том, что азотную кислоту притащат на их драгоценные авианосцы. В этом вопросе они уперлись рогом с решительностью, невиданной с того дня, как им впервые сказали, что пар может быть предпочтителен парусу, когда крейсер надо передвинуть из точки А в точку Б.
Испытательный центр морских боеприпасов (NOTS) потребовал разработки двигателя на смеси нетоксичного топлива и перекиси водорода с приемлемыми характеристиками при низких температурах.
Огромное количество информации было доступно прямо с книжной полки. Маас и его коллеги в 20е исследовали перекись вдоль, поперёк и наизнанку, растворяли в ней самые разные вещества, вплоть до соли и сахара. И многое из этого отлично снижало точку замерзания: 9,5% процентов аммония, например, образовывали эвтектику с точкой замерзания -40℃, а смесь с 59% замерзала при -54℃. (В середине, при 33%, образовывался NH4-OOH, который таял при +25℃). И 45% смесь с метанолом замерзала при -40℃. Но у этих растворов есть один небольшой недостаток: они являют собой чувствительную и мощную взрывчатку.
Британцы, как я уже упоминал, очень интересовались перекисью, и Вайсман из ERDE (Институт исследований взрывчатых веществ) в Уолтем Абби, обратил внимание, что нитрат аммония хорошо снижает точку замерзания и не превращает смесь во взрывчатку. Так что NOTS (G. R. Makepeace и G. M. Dyer) сняли характеристики перспективной части диапазона смеси перекись-аммиачная селитра-вода и нашли раствор, который не замерзал выше -54℃. Вышло 55% перекиси, 25% аммиачной селитры и 20% воды. В начале 51го они успешно испытали эту смесь с авиационным керосином JP-1, хотя полученные характеристики и не впечатляли. Другие смеси перекиси, аммиачной селитры и воды пробовали NOTS и испытательный центр морских ракет (NARTS). Тем же временем L. V. Wisniewski из Becco добавлял этиленгликоль, диэтиленгликоль и тетрагидрофуран. Смеси задумывались как монотопливо, но они замерзали при -40℃ и Reaction Motors Inc. испытала их с авиационным топливом JP-4 c посредственным результатом. Они просто не могли поджечь смесь при температуре ниже +10℃, а еще она была довольно взрывоопасна.
Так что единственными применимыми на практике и устойчивыми к холоду смесями на основе перекиси были смеси с аммиачной селитрой, но у них были серьезные ограничения. Во-первых, добавление аммиачной селитры понижало стабильность настолько, что частыми случаями были детонации в инжекторе; а если вы пытались использовать смесь для регенеративного охлаждения (использования свежего топлива из бака как охлаждающей жидкости для таких частей двигателя, как, например, камера сгорания и сопло - прим. masuk0) двигатель почти наверняка взрывался.
Зажигание в системе, особенно с бензином или авиационным топливом всегда было проблемой. Иногда в начале работы вместе с компонентами топлива впрыскивали перманганат кальция, а это неприятное конструктивное усложнение. В некоторых испытаниях (в массачусетском технологическом) в перекиси растворяли немного катализатора (нитрат кобальта), но тогда уменьшалась стабильность. Топливом был керосин с несколькими процентами ортотолуидина. Можно установить в топливный трубопровод гиперголичную стартовую пробку (в основном, гидразин, иногда с катализатором). Можно использовать высокоэнергетичный твердотопливный пиротехнический зажигатель. Но самой надежным, а значит безопасным, методом было разлагать часть перекиси в отдельной каталитической камере, направлять горячие продукты реакции в главную камеру и впрыскивать основную массу топлива, и, если надо, остальной окислитель туда. Стопка сеточек из серебряной проволоки показала себя вполне эффективной конструкцией катализатора. NARTS даже сконструировали двигатель с каталитической камерой внутри основной камеры.
Большая часть работы для флота была направлена не на ракетные боеприпасы, а на то, что они называли “сверх-режим” истребителей - дополнительная ракетная тяга, которая активировалась для совершения мощного рывка в скорости - так чтобы пилот, почувствоваший, что шесть МиГов дышат ему в затылок, мог нажать красную кнопку паники и совершить маневр сваливания отсюда нафиг. Очевидно, почему все использовали авиационное топливо: на самолете его в достатке, добавь только бак с окислителем.
Вот только обнаружилось неожиданное осложнение. Перекись надо было хранить на борту корабля в алюминиевом баке. И внезапно выяснилось, что даже крошечные количества хлоридов в перекиси делают последнюю ужасно коррозионной по отношению к алюминию. А как полностью защитить что бы то ни было от хлоридов, когда ходишь по океану соленой воды, не очень понятно.
Ну и конечно, есть проблема попадания крупных загрязнений. Вот что будет, если кто-то случайно или нет бросит в 10000-галонный бак перекиси в трюме промасленный ключ? Корабль уцелеет? Этот вопрос так сильно волновал функционеров ракетного отдела (находившегося в безопасности Вашингтона), вероятно перечитавших приключенческих романов, что они попросили нас в NARTS поставить у себя 10000-галонный бак 90% перекиси и - да поможет нам Бог - бросить в него крысу. Пол крысы указан не был. С огромными трудностями было согласовано уменьшение масштабов эксперимента до пробирки перекиси и четверти дюйма крысиного хвоста.
Адмиралы, командующие авианосцами - не без хорошей причины - смертельно боятся пожаров. Это одна из причин их упортного отказа от азотной кислоты и гиперголичных видов топлива.
Сломанная ракета на палубе, любой инцидент на борту приводящий к контакту авиатоплива с азотной кислотой - и пожар неизбежен. С другой стороны нас убеждали, что авиационное топливо вообще не смешивается с перекисью, а плавает на поверхности без реакции, а если возникает пожар, с ним вполне можно бороться пеной.
Вот это мы в NARTS и попробовали. Пару бочек перекиси по 200 литров вылили на большой противень, сверху пару бочек JP-4, и оно занялось. Ничего зрелищного. Керосин тихонько горел с редкими вспышками или пшиками. Потом пожарная команда выдвинулась и залила все пеной, без особых проблем. Конец упражнения.
В тот день Господь присмотрел за нами всеми: пожарными, парой дюжиной наблюдателей и мной.
Когда мы - и другие люди - повторили все снова (по счастью в меньшем масштабе), результат был иной. Сначала авиационный керосин горел нормально, потом начались вспышки, и их частота стала расти (в этот момент надо начинать бежать). Потом слой керосина истончился, а перекись сильно нагрелась и начала вскипать и разлагаться, пронизывая керосин пузырьками кислорода и паров перекиси. А потом все сдетонировало, с совершенно ужасающей разрушительной силой.
После пары демонстраций флотское начальство заявило: “Не на моем авианосце!”, и на этом все закончилось.
Было несколько причин закрыть проект сверх-режима, но испытания по горению на противне точно повлияли на окончательное решение.
Любопытней всего то, что когда испытания на разлив провели для несимметричного диметилгидразина и кислоты, результаты оказались не такими уж страшными. Вспышка большая, но вещества настолько реактивны, что не могут по нормальному смешаться, и их немедленно разносит порознь. Вспышка быстро кончается и простая вода - и не так уж много, с учетом обстоятельств - позволяет взять ситуацию под контроль. Так что в конце концов ракеты на паре НДМГ - азотная кислота всё-таки заняли свое место в корабельных арсеналах.
А перекись - нет. Исследования продолжались несколько лет, и британцы сделали на паре перекись - керосин ракетный самолет и ракету или две, но вот уже свыше десятка лет на этом всё, в том, что касается перекиси как ракетного окислителя. (Перекись как монотопливо - это другая история). Теперь уже делают 98% продукт, и он стабильнее, чем 90%, но сколько не бились производители, “подружку невесты” так и не удалось уложить в брачное ложе. Перекись просто не взлетела.

Сибирские ученые выяснили, что радиационная обработка полимеров позволяет существенно ускорить получение качественного ракетного топлива.

Специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН и Федерального научно-производственного центра «Алтай» провели на промышленном ускорителе ИЛУ-6 серию экспериментов по радиационно-химической модификации полимера, который выполняет функцию связующего агента между различными компонентами в твердотопливных ракетных двигателях. Исследования показали, что радиационная обработка сокращает время полимеризации (склеивания) данного полимера на 30 % — такое усовершенствование технологического процесса может не только ускорить производство ракетного топлива, но и сделает его эксплуатацию более безопасной. Результаты были опубликованы в журнале «Химия в интересах устойчивого развития».

При производстве ракетного топлива полимеры используются в качестве связующего вещества. «Твердотопливные ракетные двигатели почти как булочки с изюмом, — объясняет главный научный сотрудник, заведующий лабораторией ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Борис Петрович Толочко. — Только в качестве теста у нас полимер, а вместо изюма — взрывчатка, которая работает в качестве горючего, и другие компоненты топлива. Как жидкое тесто заливают в формы для выпечки, так и растворенный полимер заливают в специальные формы вместе с частицами взрывчатки и другим "изюмом" микроскопических размеров. Далее запускается процесс вулканизации ("сшивки") полимера, который длится десятки дней. Для этого используются специальные вещества-инициаторы, и высокая температура».

По словам ученого, при изготовлении ракетного топлива принципиально важно распределить частицы взрывчатки равномерно по всему объему материала. Однако за время вулканизации компоненты могут расслоиться или, наоборот, осесть, в результате чего характеристики топлива резко ухудшаются.

Радиационная обработка полимеров с целью улучшения их свойств — это один из первых примеров использования радиации в промышленности в принципе: облучать автомобильную резину для ускорения вулканизации начали еще в 1920-х годах. На сегодняшний же день радиационные технологии применяются в самых разных областях производства.

Исследователи во главе с заведующим лабораторией ФНПЦ «Алтай» кандидатом технических наук Петром Ивановичем Калмыковым провели серию экспериментов по облучению образцов полимера на промышленном ускорителе ИЛУ-6 в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. «Воздействие излучения приводит к разрывам внутримолекулярных связей в полимере, — комментирует Борис Толочко. — Поэтому мы фактически получаем уже не молекулы, а радикалы со свободными связями, которые активно вступают в реакцию и успешно "сшиваются" ("склеиваются") между собой». Ученые установили, что заранее облученные полимеры вулканизируются на 30 % быстрее. Теоретически этот процесс можно ускорить еще больше. Для этого достаточно увеличить дозу облучения, что приведет к увеличению разрывов внутримолекулярных связей и увеличению концентрации радикалов.

http://www.sbras.info/news/uchenye-ustanovili-chto-radiatsio...

https://www.sibran.ru/journals/issue.php?ID=177601&ARTIC...

Сталкивался с этим в детстве, благодаря "хорошим людям", которые подсказали этих "чудотворцев" моя бабушка не пошла на химию (у неё была саркома, она проходила раннее радиотерапию, были операции, но ничего не помогало, точнее была временная ремиссия, а при повторной диагностики рецидив, врачи говорили, что можно попробовать химиотерапию, но опять же, анализы не позволяли начать лечение поэтому и искали другие возможности), а дальше известный финал.
Немного подробнее об этом: нам посоветовали знакомые целительницу в Мск (я не помню точно, где это было, может и Подмосковье), мы поехали туда, она провела какой-то обряд, "посмотрела будущее", где мы все живы/здоровы/счастливы и резвимся на солнечной лужайки, бабушка выздоровела и т.п. и дала авиационный керосин (ракетное топливо то бишь), сказала пить его, мол, помогает... Я был ребенком 12 лет, верил в подобные чудеса, а бабушка жить не хотела, были причины, не хочу писать о всех потерях. В общем "полечилась" некоторое время...
Я тоже пил это, у меня были головные боли постоянно, списывал всё на стрессы, а их было очень много.
Вот так я перестал верить всяким "целителям" и "народной медицине".
Вспомнил и грусть накатила, как это было давно... Для кого-то 2007 год был самым счастливым и мечтает о его возвращение, а для меня был ужасным... смерть бабушки, отца, кома и год по больницам с онкологией...
Всем хорошего вечера! Не болейте и будьте здоровыми!

Пусть полеты в космос уже давно привычное дело. Но все ли вы знаете о космических ракетах-носителях? Разберем по частям и посмотрим, из чего они состоят и как работают.

Ракетные двигатели

Двигатели – важнейшая составная часть ракеты-носителя. Они создают силу тяги, за счет которой ракета поднимается в космос. Но когда речь идет о ракетных двигателях, не стоит вспоминать те, что находятся под капотом автомобиля или, например, крутят лопасти несущего винта вертолета. Ракетные двигатели совсем другие.

В основе действия ракетных двигателей – третий закон Ньютона. Историческая формулировка этого закона говорит, что любому действию всегда есть равное и противоположное противодействие, проще говоря – реакция. Поэтому и двигатели такие называются реактивными.

Реактивный ракетный двигатель в процессе работы выбрасывает вещество (так называемое рабочее тело) в одном направлении, а сам движется в противоположном направлении. Чтобы понять, как это происходит, не обязательно самому летать на ракете. Самый близкий, «земной», пример – это отдача, которая получается при стрельбе из огнестрельного оружия. Рабочим телом здесь выступают пуля и пороховые газы, вырывающиеся из ствола. Другой пример – надутый и отпущенный воздушный шарик. Если его не завязать, он будет лететь до тех пор, пока не выйдет воздух. Воздух здесь – это и есть то самое рабочее тело. Проще говоря, рабочее тело в ракетном двигателе – продукты сгорания ракетного топлива.

Модель ракетного двигателя РД-180 /© Wikipedia.

Топливо

Топливо ракетных двигателей, как правило, двухкомпонентное и включает в себя горючее и окислитель. В ракете-носителе «Протон» в качестве горючего используется гептил (несимметричный диметилгидразаин), а в качестве окислителя – тетраксид азота. Оба компонента чрезвычайно токсичны, но это «память» о первоначальном боевом предназначении ракеты. Межконтинентальная баллистическая ракета УР-500 – прародитель «Протона», – имея военное предназначение, до старта должна была долго находиться в боеготовом состоянии. А другие виды топлива не позволяли обеспечить долгое хранение. Ракеты «Союз-ФГ» и «Союз-2» используют в качестве топлива керосин и жидкий кислород. Те же топливные компоненты используются в семействе ракет-носителей «Ангара», Falcon 9 и перспективной Falcon Heavy Илона Маска. Топливная пара японской ракеты носителя «H-IIB» («Эйч-ту-би») – жидкий водород (горючее) и жидкий кислород (окислитель). Как и в ракете частной аэрокосмической компании Blue Origin, применяемой для вывода суборбитального корабля New Shepard. Но это все жидкостные ракетные двигатели.

Применяются также и твердотопливные ракетные двигатели, но, как правило, в твердотопливных ступенях многоступенчатых ракет, таких как стартовый ускоритель ракеты-носителя «Ариан-5», вторая ступень РН «Антарес», боковые ускорители МТКК Спейс шаттл.

Ступени

Полезная нагрузка, выводимая в космос, составляет лишь малую долю массы ракеты. Ракеты-носители главным образом «транспортируют» себя, то есть собственную конструкцию: топливные баки и двигатели, а также топливо, необходимое для их работы. Топливные баки и ракетные двигатели находятся в разных ступенях ракеты и, как только они вырабатывают свое топливо, то становятся ненужными. Чтобы не нести лишний груз, они отделяются. Кроме полноценных ступеней применяются и внешние топливные емкости, не оснащенные своими двигателями. В процессе полета они также сбрасываются.

Первая ступень РН «Протон-М» /©ФГУП «ГКНПЦ имени М.В.Хруничева»

Существует две классические схемы построения многоступенчатых ракет: c поперечным и продольным разделением ступеней. В первом случае ступени размещаются одна над другой и включаются только после отделения предыдущей, нижней, ступени. Во втором случае вокруг корпуса второй ступени расположены несколько одинаковых ракет-ступеней, которые включаются и сбрасываются одновременно. В этом случае двигатель второй ступени также может работать при старте. Но широко применяется и комбинированная продольно-поперечная схема.

Варианты компоновки ракет /© Wikipedia

Стартовавшая в феврале этого года с космодрома в Плесецке ракета-носитель легкого класса «Рокот» является трехступенчатой с поперечным разделением ступеней. А вот РН «Союз-2», запущенная с нового космодрома «Восточный» в апреле этого года, – трехступенчатая с продольно-поперечным разделением.

Интересную схему двухступенчатой ракеты с продольным разделением представляет собой система Спейс шаттл. В ней и кроется отличие американских шаттлов от «Бурана». Первая ступень системы Спейс шаттл – боковые твердотопливные ускорители, вторая – сам шаттл (орбитер) с отделяемым внешним топливным баком, который по форме напоминает ракету. Во время старта запускаются двигатели как шаттла, так и ускорителей. В системе «Энергия – Буран» двухступенчатая ракета-носитель сверхтяжелого класса «Энергия» была самостоятельным элементом и помимо вывода в космос МТКК «Буран» могла быть применена и для других целей, например для обеспечения автоматических и пилотируемых экспедиций на Луну и Марс.

Разгонный блок

Может показаться, что как только ракета вышла в космос, то цель достигнута. Но это не всегда так. Целевая орбита космического аппарата или полезного груза может быть гораздо выше линии, от которой начинается космос. Так, например, геостационарная орбита, на которой размещаются телекоммуникационные спутники, расположена на высоте 35 786 км над уровнем моря. Вот для этого и нужен разгонный блок, который, по сути, является еще одной ступенью ракеты. Космос начинается уже на высоте 100 км, там же начинается невесомость, которая является серьезной проблемой для обычных ракетных двигателей.

Одна из основных «рабочих лошадок» российской космонавтики ракета-носитель «Протон» в паре с разгонным блоком «Бриз-М» обеспечивает выведение на геостационарную орбиту полезных грузов массой до 3,3 т. Но первоначально вывод осуществляется на низкую опорную орбиту (200 км). Хотя разгонный блок и называют одной из ступеней корабля, от обычной ступени он отличается двигателями.

РН «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» на сборке /©ФГУП «ГКНПЦ имени М.В.Хруничева»

Для перемещения космического аппарата или корабля на целевую орбиту или направления его на отлетную или межпланетную траекторию разгонный блок должен иметь возможность выполнить один или несколько маневров, при совершении которых изменяется скорость полета. А для этого необходимо каждый раз включать двигатель. Причем в периоды между маневрами двигатель находится в выключенном состоянии. Таким образом, двигатель разгонного блока способен многократно включаться и выключаться, в отличие от двигателей других ступеней ракет. Исключением являются многоразовые Falcon 9 и New Shepard, двигатели первых ступеней которых используются для торможения при посадке на Землю.

Полезная нагрузка

Ракеты существуют для того, чтобы что-то выводить в космос. В частности, космические корабли и космические аппараты. В отечественной космонавтике это транспортные грузовые корабли «Прогресс» и пилотируемые корабли «Союз», отправляемые к МКС. Из космических аппаратов в этом году на российских ракетах-носителях отправились в космос американский КА Intelsat DLA2 и французский КА Eutelsat 9B, отечественный навигационный КА «Глонасс-М» №53 и, конечно, КА «ЭкзоМарс-2016», предназначенный для поиска метана в атмосфере Марса.

Возможности по выводу полезной нагрузки у ракет разные. Масса полезной нагрузки РН легкого класса «Рокот», предназначенной для выведения космических аппаратов на низкие околоземные орбиты (200 км), – 1,95 т. РН «Протон-М» относится к тяжелому классу. На низкую орбиту он выводит уже 22,4 т, на геопереходную – 6,15 т, а на геостационарную – 3,3 т. «Союз-2» в зависимости от модификации и космодрома способен вывести на низкую околоземную орбиту от 7,5 до 8,7 т, на геопереходную орбиту – от 2,8 до 3 т и на геостационарную – от 1,3 до 1,5 т. Ракета предназначена для запусков со всех площадок Роскосмоса: Восточного, Плесецка, Байконура и Куру, используемого в рамках совместного российско-европейского проекта. Применяемая для запуска транспортных и пилотируемых кораблей к МКС, РН «Союз-ФГ» имеет массу полезного груза от 7,2 т (с пилотируемым кораблем «Союз») до 7,4 т (с грузовым кораблем «Прогресс»). В настоящее время это единственная ракета, применяемая для доставки космонавтов и астронавтов на МКС.

Полезная нагрузка, как правило, находится в самой верхней части ракеты. Для того чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление, космический аппарат или корабль помещается внутрь головного обтекателя ракеты, который после прохождения плотных слоев атмосферы сбрасывается.

Вошедшие в историю слова Юрия Гагарина: «Вижу Землю… Красота-то какая!» были им сказаны именно после сброса головного обтекателя ракеты-носителя «Восток».

Установка головного обтекателя РН «Протон-М», полезная нагрузка КА «Экспресс-АТ1» и «Экспресс-АТ2» /© Роскосмос

Система аварийного спасения

Ракету, которая выводит на орбиту космический корабль с экипажем, практически всегда можно отличить по внешнему виду от той, которая выводит грузовой корабль или космический аппарат. Чтобы в случае возникновения аварийной ситуации на ракете-носителе экипаж пилотируемого корабля остался жив, применяется система аварийного спасения (САС). По сути, это еще одна (правда, небольшая) ракета в головной части ракеты-носителя. Со стороны САС выглядит как башенка необычной формы на вершине ракеты. Ее задача – в экстренной ситуации вытянуть пилотируемый корабль и увести его от места аварии.

В случае взрыва ракеты на старте или в начале полета основные двигатели системы спасения отрывают ту часть ракеты, в которой находится пилотируемый корабль, и уводят ее в сторону от места аварии. После чего осуществляется парашютный спуск. В случае же если полет проходит нормально, после достижения безопасной высоты система аварийного спасения отделяется от ракеты-носителя. На больших высотах роль САС не так важна. Здесь экипаж уже может спастись благодаря отделению спускаемого аппарата космического корабля от ракеты.

РН «Союз» с САС в верхней части ракеты /© Роскосмос

Источник: Naked Science

Читайте также:

– Каким будет мир, когда мы сможем жить сотни лет?;

– 10 завораживающих научных гифок;

– Нереализованные проекты истребителей пятого поколения.

Пикабу Новогодний, воскресный обещанный special edition для Лиги упоротых расчетов)

Мои десять секунд видео для новогоднего ролика с огнеметом и сжиганием мандариновой шкурки уже отосланы для объединенного поздравления - которое, надеюсь, мы все увидим 31 декабря.

Здесь же выкладываю расчет полностью.

* Для ЛЛ вывод,как всегда, в последних двух абзацах.

____

Итак, сколько нужно сжечь мандаринок, чтобы придать Деду Морозу вместе с гружеными санями первую космическую скорость, то бишь вывести на орбиту вокруг Земли, откуда он сможет бомбардировать подарками всех заслуживших это?

Вообще для расчета первой космической скорости есть много страшных формул.  Вроде этой, например:

...не спрашивайте.

Но мы Лига упоротых расчетов, а не Лига физиков-зануд им. Шелдона Купера. Мы пойдем другим путем.

Интернет упорно выдает не энергию для вывода килограмма груза на орбиту, а стоимость.

Но дедушка у нас достаточно современный, поэтому он, повздыхав о победившем капитализме, отправляется в NASA и по обмену опытом  находит замечательную штуку -  Falcon Heavy:

https://24gadget.ru/1161070565-vizualizacija-kolichestva-ras...

"Старт тяжелой ракеты Falcon Heavy осуществлялся пока только три раза, и для его запуска требовалось в среднем 411 000 кг горючего для вывода в космос 64 тонн полезного груза".

Сколько весят дедушкины сани? Мы не берем в расчет массу всех подарков, необходимых для жителей земного шара - там явно замешана магия, компактно группирующая дары в сани так, чтобы их увезла традиционная лошадиная тройка Деда-Мороза.

Почему именно тройка, расписано тут:

https://wikidedmoroz.ru/troyka-deda-moroza/

О санях интернет говорит нам во множестве источников, что вес груженых саней не желательно иметь более 50% от веса лошади.

Средняя лошадь вида "как на новогодней картинке" примем за 500 кг., хотя тяжеловоз может потянуть и на тонну:

https://happy-horses.ru/skolko-vesit-loshad/

Значит, сани вместе с дедушкой и подарками потянут примерно на три четверти тонны, или 750 кг.

Пересчитываем количество нужного топлива и получаем, что если к саням приделать движок от Falcon Heavy , понадобилось бы в 85 и 1/3 раза меньше, то есть примерно 4816,41 кг. ракетного топлива.

Но где дедушка возьмет ракетное топливо? У него есть только мандарины, энергетическая ценность которых явно ниже, даже если они горят с помощью какого-то магического катализатора.

Так что дедушка кряхтит и идет за мешком, собирать и считать дальше.

"Как и базовая Falcon 9, она /Falcon Heavy - прим. Veissa/ оснащена кислородно-керосиновыми ракетными двигателями производства SpaceX: Merlin 1D и Merlin Vacuum"

Немножко помучав гугл, узнаем, что средняя энергетическая ценность кислородно-керосинового топлива примерно 2300 ккал/кг.

Энергетическая ценность же свежих мандаринов...

Пам-пам-паам. Почти в десять раз ниже. От 25,2 до 56 ккал на 100 гр, то есть от 252 до 560 на 1 кг.

Значит, мандаринов из новогодних подарков понадобится наковырять:

2300 : 252 * 4816,41 = 43 959,29761904 килограмма.

Почти до 44 тонн мандаринов!

Дедушка, угони лучше Фалькон Хэви, пожалуйста, а то мы останемся без праздничных цитрусов такими темпами...

Всю Лигу, всех читателей и всех пикабушников -

с наступающим Новым Годом!