|
Co je to Beta?
(originál tohoto dokumentu byl na http://sherlock.bajt.cz/~pkubanek/cz/beta/index.htm)
Beta je projekt budouci vesmirne stanice. Na Zemi postavite jiste segmenty z Alfy (soucasna mezinarodni vesmirna stanice ve vystavbe), ty pak vynesete na obeznou drahu kolem Zeme, kde je zkompletujete s vnejsi palivovou nadrzi raketoplanu (to velke oranzove), pridate modul motoru SSME (motory raketoplanu, budete potrebovat tri), motory v pravy okamzik zapalite, stanici tim urychlite ma obeznou drahu kolem Mesice, tam ji zase zbrzdite a mate Betu. Budete tedy mit dve stanice - jednu na obezne draze kolem Zeme (Alfa), druhou na obezne draze kolem Mesice (Beta). Coz je skvele, nebo ne?
Jak na to?
Drahy Bety
Pro transport Bety, i pro zasobovaci modul pouzijeme stejne drahy jako pouzilo Apollo. Je to nejvyhodnejsi draha s nejmensimi energetickymi naroky.
Konstanty pouzivane pri vypoctech:
R=384 400*103 m | vzdalenost Zeme-Mesic v perieu |
Mz=5,98*10![]() ![]() |
hmotnost Zeme |
uz=3.9899*10![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
hmotnost Zeme*gravitacni konstanta |
Mm=7,35*10![]() ![]() |
hmotnost Mesice |
um=4,9039*10![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
hmotnost Mesice*gravitacni konstanta |
Q=318 216*10![]() |
hranice svery aktivity Zeme(Q=R*(Mm/Mz)2/5) |
raz=318 216*10![]() |
apogeum navratov‚ elipticke drahy kolem Zeme |
rpz=6 884*10![]() |
perigeum navratove eliptick‚ drahy kolem Zeme |
ram=66 183*10![]() |
apocynthium elipticke drahy kolem Mesice |
rpm=1 800*10![]() |
pericynthium elipticke drahy kolem Mesice |
1) Prechod Zeme-Mesic
Pro cestu na mesicni kruhovou drahu musi byt objekt naveden na eliptickou
drahu kolem Mesice, a pote na odvracene strane zbrzden, aby dosahl drahy
kruhove.
Rychlost na prechodove elipticke draze kolem Mesice (ra=66
183*10 m, rp=1
800*10
m, u=4,9039*10
N*m
kg
)
v apocynthiu je podle (1) 62 m.sec
=
Podle (2) (rp=6 884*10
m, u=3,9899*10
N*m
kg
=62
m.sec
)
je
v 3153 m.sec
,coz je zmena rychlosti, kterou musi teleso ziskat na kruhove obezne draze
kolem Zeme, aby se dostalo na eliptickou drahu kolem Mesice.
v
pri brzdeni je podle (3) (ra=66
183*10
m, rp=1
800*10
m, u=4,9039*10
Nm
kg
)
652 m.sec
.
2) Prechod Mesic-Zeme Tato draha je nutna pro navrat
posadek a pripadnych vzorku mesicnich hornin z kruhove obezne drahy u Mesice.
Rychlost na prechodove elipticke draze (ra=318
216*10 m,rp=6
884*10
m, u=3,9899*10
N*m
kg
)
kolem Zeme v apogeu je podle (1) 230 m.sec
.
Podle (2) (rp=1 800*10
m, u=4,9039*10
2
N*m
kg
=230
m.sec
)
je
v 695 m.sec
.
v
pri brzdeni je podle
(3) (ra=318
216*10
m, rp=6
884*10
m, u=3,9899*10
N*m
kg
)
3038 m.sec
.
Zbrzdeni telesa u Zeme vyzaduje znacnou zmenu rychlosti. Apollo brzdilo
pomoci treni o atmosferu, my budeme muset pro brzdeni pouzit raketove motory.
Pokud bychom brzdily vstupem do atmosfery, transportni lod by bylo mozne
pouzit pouze jednou.
Sumarizovano:
![]() ![]() ![]() |
prechod z kruhove drahy u Zeme na prechodovou drahu k Mesici |
![]() ![]() ![]() |
brzdeni u Mesice |
![]() ![]() ![]() |
prechod z kruhove drahy u Mesice na prechodovou drahu k Zemi |
![]() ![]() ![]() |
brzdeni u Zeme |
Pro pohon stanice a transportni lode pouzijeme motory SSME (motory orbitalniho stupne raketoplanu), ktere jsou pro dany ucel nejlepsi. Motory SSME spaluji kapalny kyslik a kapalny vodik.
A dale pouzijeme tuto hodnotu:
w=4465 m.sec![]() ![]() |
Rychlostni cislo motoru SSME |
Vypocet mnozstvi paliva potrebneho pro transport Bety na obeznou drahu kolem Mesice:
muz=400 000 kg
v=
v1+
v2
Podle (5) C=2,344
Podle (6) mp=537 600 kg
Vypocet mnozstvi paliva pro transportni lod, transport k Mesici + navrat na obeznou drahu kolem Zeme:
muz=20 000 kg
v=
v1+
v2+
v3+
v4
Podle (5) C=6,120
Podle (6) mp=88 200 kg
3 motory SSME (motory pouzivane raketoplanem) by pro Betu musely spalovat palivo celkem cca 6 min 30 sec s tim, ze by se motory museli jednou restartovat (poprve by se zazehly a pote zase vyply u Zeme, podruhe u Mesice), pro transportni lod by jeden motor SSME musel horet cca 270 sec, s tim ze by musel byt restartovan trikrat (zazeh u Zeme a u Mesice pri ceste k Mesici, pote zazeh u Mesice a u Zeme pri ceste zpet).
Let po takoveto draze k Mesici by trval pres 3 dny, v prvni polovine druheho dne by se lod ocitla na hranici sfery aktivity soustavy Zeme-Mesic. Bylo by vhodne, aby se let uskutecnil v dobe, kdy je Mesic v apogeu. Tim by se nam trochu zkratila vzdalenost kterou potrebujeme prekonat, a tudiz bychom spotrebovali mene paliva - drahy jsou spocitany pro tento pripad.
Sumarizovano:
Hmotnost paliva potrebneho pro transport stanice Beta (hmotnost 400 tun) z kruhove obezne drahy kolem Zeme na kruhovou obeznou drahu kolem Mesice cini 537,6 tun. Hmotnost paliva potrebneho pro transportni lod (hmotnost 20 tun) pro prechod z kruhove obezne drahy kolem Zeme na kruhovou obeznou drahu kolem Mesice + prechod z kruhove obezne drahy kolem Mesice na kruhovou obeznou drahu kolem Zeme cini 88,2 tun. Zatim se sice takoveto mnozstvi paliva nikdy neocitlo ve vesmiru v jedne nadrzi, ani se s nim nikdy nemanipulovalo na obezne draze kolem Zeme, ale technicky zde neexistuji zadne problemy, proc by jsme se o to v budoucnosti nemohli pokusit.
[ Obsah | Kosmonautika v Česku | LSG ]