Svemirska putovanja

Svemirsko putovanje

Pod pojmom svemirskih putovanja podrazumijeva se let izvan zemljine orbite sa ljudskom posadom. Prvi takav let izvela je Sovjetska unija davne 1961. godine, 12. travnja kao dio Vostog programa. Danas, 58 godina nakon tog podhvata ljudi se kao civilizacija mogu pohvaliti sa već 18 godina besprekidne prisutnosti u svemiru, na Međunarodnoj svemirskoj postaji...

Letjelice kojima ljudi stižu "gore" mogu biti upravljane putem veze sa Zemlje ili putem same posade u njima. Još od samog početka ljudske aktivnosti izvan Zemlje koristi se sustav upravljanja pomoću ljudske posade u letjelici. Nakon nedavne 2015. godine nekoliko je letjelica izrađeno na način da njima upravlja robot kao "auto-pilot". Lansiranja se nakon gašenja američkog Space Shuttle-a 2011. godine odvijaju isključivo u Rusiji i Kini putem ruskog Soyuz i kineskog Shenzhou programa...

Faze lansiranja letjelice

Lansiranje

Rakete su trenutno jedine letjelice koje mogu izaći izvan Zemljine orbite. One se lansiraju na kozmodromima koji imaju unaprijed izgrađena lansirna mjesta za vertikalno lansiranje rakete, kao i piste za polijetanje i slijetanje svemirskih letjelica. Kako samo lansiranje rakete stvara veoma glasne zvukove i stvara puno dima i prašine, kozmodromi su smješteni na mjesta koja nisu nastanjena i koja su dovoljno udaljena od najbližih ljudskih naselja. Samo lansiranje je ograničeno s launch windows-ima odnosno unaprijed izračunatom vremenu kada lansiranje mora početi kako bi letjelica uspjela doći do željenog cilja. Potreba za tom metodom se javlja zbog rotacije Zemlje i drugih sličnih čimbenika.

Izlazak iz orbite

Pod pojmom u otvorenom svemiru najčešće se misli na svemir nakon takozvane "Karmanove crte" koja se nalazi na visini od 100 km iznad razine mora na Zemlji. SAD ipak otvorenim svemirom ponekad smatra sve nakon već 80 km. Konvencionalni zrakoplovni motori ne mogu doći do tog prostora zbog nedostatka kisika. Raketni motori izbacuju potisni plin kako bi osigurali potisak koji generira dovoljno delta-v(promjene brzine) do orbite.

Alternative i prijenos energije

Do sada je predloženo puno načina za odlazak u svemir osim upotrebe raketa. Neke od njih su svemirsko dizalo koje bi funkcioniralo na način da bi se određeni kabel spojio sa Zemljom na jednom kraju i na drugom kraju sa objektom u svemiru. Smatra se da bi se na taj način moglo putovati u svemir sa letjelicama koje bi letjele uz kabel i bile spojene na njega. Predložene su i slične metode gdje bi se određena kuka na kraju kabela koji bi visio iz svemira spojio na letjelicu i "potegnuo" ju prema svemiru. Za večinu tih metoda trebalo bi prvo osmisliti neki jači materijal od trenutno postojećih koji bi bio dovoljno snažan da se od njega izradi takav kabel.

Pod pojmom prijenos energije misli se na ukupnu energiju koja se stavlja u raketu prije lnsiranja.

Napuštanje orbite

Postizanje zatvorene orbite nije nužno za lunarna i međuplanetarna putovanja. Rana ruska svemirska vozila uspješno su ostvarila vrlo velike visine bez ulaska u orbitu. NASA je imala strategiju ulaska prvo u parkirnu orbitu gdje je zatim obavila nekoliko snimanja orbite za kasniju lunarnu putanju. Takav način traži više potisnog plina jer perigej orbite mora biti dovoljno visok da spriječi ponovni ulazak u Zemljinu orbitu. Kod misija Apollo to je izbjegnuto planiranjem nekoliko vežnih elemenata. To je na kraju znatno proširilo launch windows-e i tako povećalo šanse za uspješno lansiranje bez obzira na neke probleme prilikom lansiranja.

Povratak na Zemlju
Letjelice koje se vraćaju u orbitu imaju veoma veliku kinetičku energiju. Da bi sigurno sletjele ta se energija mora odbaciti kako nebi došlo do izgaranja u atmosferi. Zbog toga su razvijene posebne metode da bi se to spriječilo. Teorija Harry Julian Allen predstavlja letjelice koje se vraćaju kao tupe objekte i na taj način manje od 1% kinetičke energije ostaje u atmosferi.
Kapsule Mercury, Gemini i Apollo su pri povratku na Zemlju pali u more. Takve su kapsule bile dizajnirane da slijeću na relativno malim brzinama uz pomoć padobrana. Današnje kapsule "Soyuz-a" koriste velike padobrane i rakete koje koče letjelicu pri spuštanju na tlo. Američka kompanija SpaceX Eleona Muska radi i već je uspješna u pokušajima spuštanja raketa na Zemlju bez oštećenja za mogućnost ponovne upotrebe.
Nakon što letjelica uspješno sleti na površinu Zemlje sav teret i putnici se mogu vratiti. Kod nekih spuštanja se proces Recovery-ja događa već i prije samog kontakta letjelice sa Zemljom. Kod samog pada letjelici se može prići avionom i zakačiti za isti. Za tu tehniku ipak je potreban poseban dizajn zrakoplova