آشنایی با راکت

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: مقدمه

از زمان جنگ سرد تاکنون، همواره برای دستیابی به مرزهای فضایی میان کشورها به ویژه کشورهای آمریکا و روسیه(شوروی سابق) رقابت سختی بوده و هر دو می.دانستند که دستیابی و تسخیر فضا، بهترین شیوه برای تهدید دیگر کشورهاست.
به همین دلیل تمامی پروژه.های فضایی و یا اکثر آنها محرمانه انجام می.شد.
حاصل آن رقابت صدها ماهواره است که در هر لحظه در حال جاسوسی از کشورهای دیگر هستند و حتی احتمالاً تسلیحات نظامی که در مدارهای گوناگون آماده شلیک به زمین و یا ماهواره.های دیگر است.
راکت، وسیله، موشک و یا هواپیمایی است که با بیرون دادن گاز از ته خود به جلو حرکت می.کند.
راکت.ها بیشتر برای مقاصد نظامی، حمل ماهواره.ها به مدارها، سفرهای فضایی و برای پژوهش دیگر سیارات استفاده می.شوند. راکت.ها پیشینه.ای طولانی دارند و در برخی از کتاب.ها، حتی تاریخ هزار ساله برای آنها ثبت شده است.
راکت.ها وسایلی بودند که انسان را در قرن 21 برای اولین بار به کره ماه رساندند و هم اکنون هم توریسم فضایی تنها با کمک این وسایل انجام می.شود.

تاریخچه

کلمه راکت از کلمه Rocchetta ایتالیایی گرفته شده که نام یک ترقه بسیار ابتدایی است که توسط موراتوری در سال 1379 ساخته شد.
نخستین فناوری.های ساخت راکت توسط چنگیزخان مغول هنگامی که روسیه و قسمت.هایی از شرق و مرکز اروپا را فتح کرد ابداع شد.
البته خود چنگیزخان هم هنگامی که شمال چین را فتح کرد از طریق چینی.ها به این فناوری رسید و به سرعت متخصصین راکت.سازی چینی را به استخدام خود درآورد و برای اولین بار در سال 1241 میلادی در جنگ سجو از تسلیحات راکت مانندی استفاده کرد.
البته در آن زمان راکت به معنی وسیله.ای بود که با مواد منفجره پرتاب می.شد و بدون هدایت مسیرش را طی می.کرد. مسلمانان هم برای اولین بار در دنیا و به دست خودشان راکت ساختند و علیه شاه لوئیس نهم فرانسوی در سال1268 میلادی استفاده کردند.
اما دو دانشمند یکی از بلوک شرق و دیگری از بلوک غرب بودند که با ساختن راکت.هایی عصر فضا را رقم زدند. کورولوف از شوروی و فون.براون دانشمند نازی بعد از جنگ به استخدام آمریکا درآمدند. از تلاش.های موازی آنها بود که الان سفرهای فضایی میسر شده. آن دو همیشه آرزو داشتند که با هم همکار بودند اما جنگ سرد پدر و مادر نمی.شناخت!

راکت.های نظامی

کاربردهای بسیار راکت.ها در تسلیحات نظامی باعث شده تا بیشتر افراد راکت.ها را صرفاً یک وسیله نظامی بدانند. در اصطلاحات نظامی موشک به وسیله.ای گفته می.شود که از یک راکت و کلاهک تشکیل شده و قابلیت هدف.یابی یا تصحیح مسیر را دارد. راکت تنها وظیفه حمل آن محموله و یا کلاهک تا هدف را به عهده دارد.
کلاهک.های نظامی توسط راکت.ها اغلب در یک مسیر منحنی.الشکل یا بالستیکی حرکت می.کنند و وسایل دیگر مانند ماهواره.های جاسوسی بیشتر در یک مسیرمداری (orbital trajectories) حرکت می.کنند.
تفاوت اصلی که راکت را از دیگر وسایل هوایی متمایز می.سازد در نحوه ایجاد نیروی پیشران است. راکت.ها بر خلاف موتورهای دیگر، از هوای تزریقی استفاده می.کنند به این صورت که هر راکت یک یا چند مخزن اکسیژن (بسته به زمان پرواز و یا فاصله هدف ) را برای ایجاد انفجار در موتورش با خود حمل می.کند و دیگر از هوای خارج استفاده نمی.کند. به چنین موتوری که هوادم نباشد، راکت گفته می.شود.

به دلیل مهیا بودن اکسیژن کافی در کل مسیر از پیش تعیین شده، راکت.ها، سرعت بسیار بالایی نسبت به وسایل دیگر دارند و این عامل موثر در استفاده از آنها برای ماموریت.هایی که عکس.العمل سریع می.خواهند.
کاربردهای غیرنظامی در حال حاضر راکت تنها وسیله. خروج از جو زمین و فرار از نیروی جاذبه موثر زمین است و بهترین وسیله برای انتقال محموله به مدارها، تغییر مدار یک ماهواره (که احتیاج به نیروی پیشران بسیار قوی دارد)، شتاب دادن به یک وسیله هوایی و در برخی اوقات برای کم.کردن سرعت (با استفاده از نیروی مخالف برای فرود در مناطقی که اتمسفر ندارند یا چگالی اتمسفرشان کم است مانند ماه، ستاره.های دنباله.دار و یا سیارات دیگر) در صنایع غیرنظامی استفاده می.شوند.در ماموریت.هایی که به سرعت.های بسیار بالا احتیاج دارند نیز از راکت.ها استفاده می.شود.
برای مثال در سرعت.های ابرصوتی(بیش از 5 ماخ = 5 برابر سرعت صوت) و یا سرعت.های مداری که به 25 ماخ هم می.رسند تنها راه.حل استفاده از راکت است.
انواع گوناگون راکت.ها انواع مختلفی دارند، از راکت.های دور بزرگ مانند راکت ساترن V در پروژه آپولو گرفته تا راکت.های آبی که در بعضی از اسباب.بازی.ها استفاده می.شود.

اغلب راکت.های کنونی از موتورهای شیمیایی احتراق داخلی استفاده می.کنند و پس از تزریق سوخت و اکسیژن در موتور، احتراق صورت می.گیرد که از گسیل سریع گازهای حاصله از این انفجار به بیرون نیروی پیشران راکت مهیا می.شود.
در موتور راکت شیمیایی می.توان از سوخت جامد (مانند شاتل.های SRB)، سوخت مایع (مانند شاتل.های فضایی) و یا سیستم دوگانه.سوز (که از هر دو نوع سوخت استفاده می.کنند) نام برد.
برخی دیگر از راکت.ها از موتورهای بخار استفاده می.کنند بدین گونه که بخار بسیار داغ از راکت خارج شده و باعث ایجاد نیرو می.شود.
این روش با وجود امنیت بیشتر و منابع فراوان سوخت نسبت به موتورهای شیمیایی، قدرت کمتری دارد. راکت.های آبی بیشتر برای قدرت دادن به وسایل زمین.پایه به کار می.روند ولی نمونه کوچک آن یک بار در سال 2004 روی یک ماهواره (UK-DMC satellite) آزمایش شد و هم اکنون تحقیقات وسیعی برای استفاده از راکت.های بخار در پیمایش.های بین سیاره.ای در حال انجام است.
راکت.هایی که یک موتور دیگر برای ایجاد حرارت-مانند راکت.های بخار- در آن وجود دارد، راکت.هایی که از موتورهای اتمی استفاده می.کنند و یا موتورهای هیدروژنی در کلاس راکت.های احتراق خارجی قرار می.گیرند. با تمام این اوصاف راکت.ها در مناطقی به کمک می.آیند که زمین، هوا و آب یا نیرو.های گرانشی و یا مغناطیسی وجود ندارند و وسیله نقلیه ما نمی.تواند منابع نیروی خود را مهیا کند استفاده می.شود مانند فضای خارج از جو زمین.

راکت.های کاوشی

راکت.های کاوشی (sounding rocket) وسایلی هستند که برای تحقیقات جوی و فشاری در ارتفاعات بالای داخل جو استفاده می.شوند.
این راکت.ها برای بررسی وضعیت.های گوناگون لایه.های جوی در ارتفاعات 50 تا 1500 کیلومتری و در ارتفاعی بالاتر از سقف ارتفاع بالن.های هواشناسی و پایین.تر از فاصله مداری ماهواره.ها قرار می.گیرند.
بیشترین ارتفاعی که یک بالن دارد 40 کیلومتر و کمترین ارتفاع یک ماهواره 120 کیلومتر است.
یک شکاف چند کیلومتری بین این دو نوع وسیله تحقیقاتی وجود دارد که توسط راکت.های کاوشی پوشش داده می.شود.
اغلب راکت.های کاوشی از موتورهای معمولی یا بهتر است بگوییم موتورهای نظامی معمولی بهره می.برند.
یکی از انواع معروف راکت.های کاوشی ناسا، راکت.های برنت سیاه 5 و 7 هستند که در ارتفاعات 1000 و 1500 کیلومتری به تحقیقات می.پردازند.
راکت.های معمولی کاوشی متشکل از یک موتور احتراق داخلی سوخت جامد و محموله یا دستگاه.های تحقیقاتی است که پس از اتمام سوخت و رسیدن به هدف یا اتفاع مناسب دیگر محموله یا دستگاه.های تحقیقاتی بخش سقوط آزاد را در یک مسیر بیضی شکل به سمت زمین طی می.کنند. زمان پروازی راکت.های کاوشی کمتر از 40 دقیقه است.
دلیل استفاده فراوان از چنین راکت.هایی برای تحقیقات، قیمت بسیار پایین آنها نسبت به راکت.های هدایت.شونده است. البته دلایل دیگری مانند زمان ساخت پایین (کمتر از 6ماه) و یا عدم قابلیت بالن..ها و ماهواره.ها در چنین ارتفاعاتی نیز دال بر استفاده فراوان آنهاست.