Kas yra erdvėlaivio varomoji jėga?

Erdvėlaivio varomoji jėga yra bendras terminas, apibūdinantis įvairius metodus, kurie buvo naudojami, šiuo metu naudojami ir kurie gali būti naudojami ateityje, kad erdvėlaivis galėtų įsibėgėti ir lėtėti, kai jis yra žemės atmosferoje arba keliauja kosmose. Dabartinės ir istorinės erdvėlaivių varomosios sistemos paprastai patenka į vieną iš dviejų kategorijų; kieto kuro sistemos ir skysto kuro sistemos. Ateities erdvėlaiviai gali būti maitinami branduolinėmis, elektromagnetinėmis ar jonų varymo sistemomis.

Daugelis mano, kad kietojo kuro raketos pirmą kartą buvo panaudotos kaip ginklai dar XIII amžiuje, o visos iki XX amžiaus pradžios sukurtos raketos buvo varomos kietuoju kuru. Kietojo kuro varomosios sistemos paprastai yra mažiau nepastovios nei skystojo kuro varomosios sistemos, todėl jas galima lengviau laikyti ilgesnį laiką ir su jomis dirbti saugiau. Kietojo kuro sistemų trūkumas yra tas, kad jas užsidegus negalima jų išjungti, kol nesudegs visas raketinis kuras.

Nesugebėjimas prireikus išjungti variklio neleido naudoti kietojo kuro sistemų kaip pagrindinio erdvėlaivių varomųjų sistemų, kurioms paprastai reikia galimybės prireikus užvesti ir sustabdyti variklius, pagrindu. Tačiau kietojo kuro sistemos surado nuoseklią vietą kaip erdvėlaivio paleidimo varomosios sistemos dalis. Kietųjų raketų stiprintuvai nuolat buvo Rusijos kosmoso programos paleidimo sistemų komponentas nuo pat Sputnik I paleidimo 1957 m. Jungtinės Valstijos taip pat naudojo kietojo kuro stiprintuvus savo nepilotuojamų erdvėlaivių programai nuo šeštojo dešimtmečio pabaigos, o Space Shuttle sistema buvo naudojama. iki šiol didžiausių kietųjų raketų stiprintuvų, naudojamų pilotuojamiems skrydžiams į kosmosą.

Pirmąją skystojo kuro raketą XX a. 1920-ojo dešimtmečio pabaigoje paleido amerikiečių mokslininkas Robertas Goddardas, laikomas šiuolaikinės raketos tėvu. Goddardas tikėjo, kad skystu kuru varomos raketos suteikia daugiau galios ir yra efektyvesnės nei kietojo kuro raketos. Skystuoju kuru varoma raketa atvėrė kelią didesnių ir galingesnių raketų variklių ir varomųjų sistemų, kurios vieną dieną prasidės kosminio amžiaus, kūrimui. Skystojo kuro varomosiose sistemose naudojamas kuras, pvz., skystas vandenilis, žibalas arba alkoholis, ir oksidatorius, pvz., skystasis deguonis. Oksidatorius suteikia deguonies, reikalingo kurui užsidegti ir sudeginti, o tai savo ruožtu leidžia erdvėlaivio varomajai sistemai veikti deguonies neturinčioje erdvės aplinkoje.

Daugelis ekspertų sutinka, kad pilotuojamam Saulės sistemos tyrinėjimui ateityje reikės erdvėlaivių varomųjų sistemų, pagrįstų tokiomis technologijomis kaip jonų arba branduolinė energija, kurios gali būti veiksmingesnės ir efektyvesnės ir reikalauti mažiau degalų nei dabartinės erdvėlaivių varymo sistemos. Joniniai varikliai iš esmės sukuria elektrinį lauką jonizuodami dujas. Tada jonai arba įkrauti atomai išstumiami, sukuriant trauką. Branduolinių erdvėlaivių varomosios sistemos veiktų naudojant branduolinį reaktorių, kuris šildo skystąjį kurą, pavyzdžiui, skystą vandenilį, ir išstumia jį iš variklio, sukurdamas reikiamą trauką.