Kosmoseraketid ja nende areng (0)

Kool
Kosmose raketid ja nende areng
Referaat
Koostaja :
Juhendaja: õpetaja
Koht 2014
Sisukord
1. Sisukord 2
2. Sissejuhatus 3
3. Vedelkütusrakettide sünnilugu 4
4. Programm „ Apollo “ 5
4.1 Saturn V 6
4.2 Ares V 8
5. NSV liidu kosmoseprogramm 9
5.1 Sputnik 1 9
5.2 NSV liidu loomad kosmoses 9
5.3 NSV liidu inimesed kosmoses 9
6. Kasutatud kirjandus 11
Sissejuhatus
Kosmose võidujooks NSVL ja USA vahel sai alguse 4.oktoobril 1957 a. kui NSVL saatis esimese sateliidi „Sputnik“ kosmosesse. Mitte kaua pärast seda, 1957 a. novembris, saatis NSVL sateliidi „Sputnik 2“ Maa orbiidile, mille pardal oli koer Laika . 4 a. hiljem 12. aprillil 1961, lennutas NSVL kosmosesse esimese inimese Juri Gagarini, kosmoselaeval „ Vostok 1“. Esimest korda läks USA võidujooksu juhtima aastal 1969, tänu Apollo 11 missioonile, millega lennutati Kuule esimene inimene Neil Amstrong.
Aastal 1961 kuulutas J.F. Kennedy välja ettevõtmise, saata inimene Kuule aastakümne lõpuks. Esialgu oli kavas 10 ekspeditsiooni Kuule aga 3 jäeti ära. 6 ekspeditsiooni olid edukad aga üks lõppes avariiga (Apollo-13). Edasi plaaniti jätkata „post-Apollo“ programmiga, mille käigus plaaniti ehitada baas Kuule, et seda põhjalikumalt uurida. Rahanappuse tõttu jäi aga see elluviimata. Selle asemel loodi aga „Shuttel“ programm. Sellega prooviti luua korduvkasutatav rakett aga ka see ei läinud plaanipäraselt, sest see oli väga kallis ja polnud piisavalt töökindel. „Shuttel“ programm lõpetati aastal 2014, peale süstik Columbia kaotamist
http://thisblogblank.files.wordpress.com/2012/01/moon_landing.jpg
Vedelkütusrakettide sünnilugu
Vedelkütusrakett kasutab kütuseks vedelat kütust. Kütuse põlemisel tekkivad gaasid paiskuvad raketi sabast välja ja vastavalt impulsi jäävuse seadusele liigub rakett edasi. Vedelkütuse eeliseks tahkekütuse ees on kontrollitavam põlemisreaktsioon. Vedelkütusega rakett kasutab enamasti kahte paaki, üks kütusepaak nt vedela vesiniku ja teine hapendaja jaoks nt vedel hapnik. Hapendajat on vaja, sest hapniku on vähe ja kütus põleb hapendajaga reageerides.
Vedelkütuse eelised: paagid on väikesed, ei ole suure rõhu all, saab ennem testida ja saab uuesti kasutada.
Puudused: kütuse või hapendaja lekke korral on võimalik plahvatus, kütus on madala temperatuuriga ja selle pikaajaline hoidmine on keerukas, madala temperatuuri tõttu võivad ümbritsevad seadmed vee või jääga kattudes rikneda.
Esimese vedelkütusraketi lennutas õhku ameerika teadlane Robert H. Goddard 1926. aastal 16. märtsil. Aastal 1937 lendas tema tehtud rakett 2,5 meetri kõrgusele. Goddard ei suutnud saksa teadlastega sammu pidada, sest Saksamaa sõjavägi rahastas raketiteadust. 1934 aastal lasi saksa teadlane Werher von Braun raketi juba 3,4 km kõrgusele.
Kosmoseraketid said alguse sõjaotstarbeks väljatöötatud rakettidest ja kui sõja lõppedes saksa teadlased Ameerikasse läksid, jätkasid nad rakettide arendamist, nüüd aga juba inimese Kuule saatmise eesmärgil.
http://et.wikipedia.org/wiki/Pilt:Goddard_and_Rocket.jpg
Programm „Apollo“
NASA ehk Riiklik Aeronautika ja Kosmosevalitsus loodi aastal 1958. NASA ülesandeks on tsiviil ja sõjaväelise otstarbega atmosfääri- ja kosmoselennundusuuringute tegemine.
NASA on oma eesmärgiks seadnud koduplaneedi mõistma õppimise ja kaitsmise, universumi uurimise ja väljaspoolt koduplaneeti elu leidmise.
Apollo oli NASA kosmoselendude programm aastatel 1961-1975, mille käigus sooritati 6 edukat lendu Kuule. Apollo programmi ülesandeks oli täita John F. Kennedy lubadus viia ameeriklane Kuule enne kümnendi lõppu. Lubadusest peeti kinni ja juba 20. juulil 1969 astusid esimesed ameeriklased (Neil Armstrong ja Buzz Aldrin ) Kuule. Kokku käis Kuu pinnal 12 astronauti.
Apollo kosmoselaev koosnes kahest põhiosast - juhtimismoodulist ja kuumoodulist. Testlendudel kasutati kanderaketina kaheastmelist Saturn IB, mehitatud lendudel aga kolmeastmelist Saturn V.
Apollo programmi käigus toodi 381,7 kg kivimiproove. Programmi kuludeks hinnatakse 135 miljardit dollarit .
http://www.lpi.usra.edu/lunar/missions/apollo/images/site_map.jpg
Saturn V
Apollo programm käivitati 25. Mail 1961, et Nõukogude Liiduga sammu pidada. Selleks töötati välja väga võimas kolmeastmeline kanderakett „Saturn V“, mis võimaldas lennata umbes 160 km kõrgusele ja kanda kuni 130 tonni koormat. Stardimassiks oli ligikaudu kolm tuhat tonni ja kõrgus 110 m.
Kanderaketi esimene aste omas viite F-1 mootorit, millel igalühel tõukejõudu umbes 700 tonni. Esimese astme kütuseks oli petrooleum ning vedelhapnik .
Teine aste omas aga viite J-2 mootorit, millel igalühel tõukejõudu umbes 100 tonni. Teise astme kütuseks oli vedelhapnik ja vesinik .
Kolmas aste omas aga ühte J-2 mootorit. Kütuseks vedelhapnik ja vesinik.
Koos Saturn V ehitati ka Saturn I ja Saturn IB, mida kasutati testimisel. Kaheastmelist Saturn I kasutati „apollo“ kosmoselaevade erinevate elementide katsetamiseks.
Kaheastmeline Saturn IB, mille kasulik koormus madalal Maa orbiidil oli umbes 18 tonni, omas Saturn I esimest ja Saturn V kolmandat astet. Saturn IB-d kasutati Saturn V viimaseastme katsetamisel.
Mehitatult kuule maandumiseks oli vaja kahte laeva: orbitaallaeva ja kuulaeva. Orbitaallaev kaalus umbes 30 tonni ja koosnes silindrikujulisest abimoodulist, mis kandis mootorit, kütusepaake, kaupa ja abisüsteeme. Orbitaallaev kandis ka koonusekujulist meeskonnamoodulit massiga umbes 5,5 tonni ja selle ülesandeks oli meeskonna majutamine ning see oli ainuke osa raketist, mis maale naasis.
http://parsek.yf.ttu.ee/~mars/publikatsioonid/constellation.pdf
Ares V
Ares V on plaani järgi kolmeastmeline kanderakett, millel on esimesel astmel kaks stardikiirendit. Stardikiirenditena kasutatakse uuendatuid „ Shuttle “ tahkekütusekiirendeid SRB, kuhu lisati viies lisasektsioon. See aga nõuab langevarjusüsteemide uuendamist. Loodetakse stardikiirendeid taaskasutada, et kulusi vähendata aga see pole veel otsustatud, kas nii ka tehakse.
Ares V teises astmes on plaanis kasutada kütuseks vedelhapnikku ja vesinikku. Algselt plaaniti kasutada „Shuttle“ SSME uuendatud mootoreid aga hind tõusis liiga kõrgele ja need asendati viie odavama RS-68 mootoriga , mida praegu kasutatakse Delta IV esimesel astmel. RS-68 on küll natuke vähem efektiivne kui SSME, aga selle eest palju odavam.
Ares V kolmas aste aga töötati välja nullist. Kütuseks valiti vesinik ja hapnik ning mootor J-2 laenati Saturn V raketilit. Saturn V võetud mootorit uuendati J-2X ja tänu võimsatele esimese ja teise astme mootoritele saab Ares V hakkama ainult 1 J-2X mootoriga algselt planeeritud 2 asemel.
Ares V hakkab orbiidile viima kuulaevu ja lendab mehitamata . Kõrguseks saab 110 meetrit ja stardimassiks üle 4000 tonni.
Lisaks Ares V plaanitakse ehitada ka väiksem kanderakett Ares I, mis on oma ehituselt sarnane aga väiksem. Kolmas aste jääb samaks aga teisel astmel kasutatakse vesinik ja hapnik kütusega J-2X mootorit. Ares I saab viia madalale Maa orbiidile umbes 25 tonni koormat.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AAres-I_Ares-V_(Feb_2008) .jpg
NSV liidu kosmose programm
Sputnik 1
Sputnik 1 oli esimene Maa tehiskaaslane. Sputniku oli kerakujuline Maa tehiskaaslane, mille töötasid välja NSV liidu teadlased ja see saadeti Maa lähedasele orbiidile 4. Oktoobril 1957. Pardal olnud akud võimaldasid Sputnikul töötada 3 nädalat. Sputnik võimaldas mõõta esmakordselt vahetult kõrgatmosfääri tihedust.
Sputniku edukas lend näitas NSV liidu tugevust ja ajas Ameerika tagajalgadele.
NSV liidu loomad kosmoses
Aastal 1957 saadeti Sputnik 2-ga kosmosesse emane koer Laika. Kahjuks ei toodud teda enam maale tagasi, sest ta suri 5-7 tundi pärast kuumusesse ja stressi. Kolm a. hiljem saadeti kosmosesse veel koerad Belka ja Strelka, kes pärast kahte ringi ümber Maa toodi elusana tagasi. Lisaks saadeti 1986. aastal Zona 5-ga kilpkonn Kuule tiiru peale tegema.
NSV liidu inimesed kosmoses
NSV liit oli esimene, kes saatis inimese kosmosesse. Selleks kosmonaudiks sai Juri Gagarin . J. Gagarin saadeti orbiidile 12. aprillil 1961 Vostok 1-ga ja ta tiirles ümber orbiidi 80 minutit.
Esimeseks naiseks kosmoses sai vene astronaut Valentina Tereškova. Ta lendas orbiidile Vostok 6-es 16. juunil 1963.
Esimene lend, kus oli rohkem kui kaks inimest oli Voskhod 1, mille pardal oli 3 meeskonnaliiget: Vladimir Komarov, Konstatin Feoktistov ja Boris Yergorov. Voskhod 1 tõusis lendu 12. oktoobril 1964. Selle missiooni ajal ei kantud skafandreid.
http://www.historybyzim.com/2011/08/laika-space-dog/
http://www.rak.edu.ee/opiobjektid/universum/gagarin_yuri.jpg
Kasutatud kirjandus
1 http://et.wikipedia.org/wiki/Vedelk%C3%BCtusrakett
2 http://et.wikipedia.org/wiki/Apollo_progra mm
3 http://et.wikipedia.org/wiki/NASA
4 http://parsek.yf.ttu.ee/~mars/publikatsioonid/constellation.pdf
5 http://www.annaabi.ee/download.php?i=14785