宇宙船がいつでも打ち上げられないのはなぜですか? 発射台とは？ このすべてについて、私たちの記事から学びます。
アルテミス I ミッション
人類にとってのアルテミス 8 号の使命の重要性は、人類が史上初めて月の軌道に到達することができた 1968 年のアポロ 号の飛行とよく比較されます。しかし当時、月への飛行の成功はまず米国とソ連の間の政治的および技術的対立における勝利であると考えられており、科学は背景にありました。もちろん、「アポロ」計画は大成功でした。なぜなら、ほんの数十年前に最初の飛行機に乗って地球を離れた人が、地球の重力を克服して、気がつくと別の天体の軌道に乗っていたからです。
当時、経済的な要素についての話はほとんどありませんでした。 しかし、それから 年が経った現在、人類が月に「戻る」ようになったのは、まさに月の資源を探査することによる経済的利益でした。 そのような任務の唯一の理由が月の表面に自国の旗を立てることだけだったとしたら、もちろん最初は人々がそのように認識することができたので、今ではそのような巨大なリソースが関与しているのではないかと思います. 結局のところ、現在、地球上にははるかに深刻な問題があります。 しかし、宇宙競争は続いており、経済的なものも含め、ここでの利点は非常に重要です。
つまり、29月29日のアルテミスIミッションの打ち上げのキャンセルは、経済的および財政的損失につながります。 30日には打ち上げられなかったようで、31月3日か日に打ち上げられたかもしれませんが、月日まで延期されました。 この特定の日付が選ばれた理由を理解していない方も多いと思います。 彼らは、打ち上げに有利な条件について、いくつかの開始ウィンドウについて話しています。 それを理解しましょう。
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ミッションの開始日に関する厳格な要件
問題の発射ウィンドウは、自然と技術的な制限によって課せられる条件であり、すべての宇宙物体の発射中に考慮しなければならない条件です。 飛行機の場合、出発窓口はほとんどの場合オプションですが、航空交通量が多いため、特定の時間、つまりスケジュールに従って離陸することもあります。 そのような制限がなければ、飛行機はいつでも離着陸できます。 しかし、空域での飛行は整然としたものでなければなりません。 これは、民間航空用の条件付き航空回廊が何十年にもわたって敷設されてきた地球の空域にのみ適用されます。
宇宙船を運ぶロケットも理論的にはこれを行うことができますが、燃料の供給が限られているためこれができません。 はいと同じもの 地球に帰るのは難しい. 現時点では、惑星や月の位置を地球と一致させることができなければ、慎重に計算された軌道で飛行することができません。 逸脱には余分な燃料の備蓄が必要ですが、宇宙ではアーケードゲームのボーナスのようにそれらを集めることはできません。
そのため、火星への飛行はこれまで 年間隔でしか行われておらず、探査機やその他の装置の経路の終点に位置することがタスクの実行に有利な場合です。 太陽系の境界を超えるミッションの場合、計画された飛行経路に対する他の惑星の重力の影響も考慮に入れる必要があるため、飛行軌道ははるかに複雑になる可能性があります。 たとえば、ボイジャーが太陽系の限界まで飛行している間、金星の重力による加速が考慮され、ニュー ホライズンズ船も同様に木星の重力の影響を受けました。 燃料は宇宙ではまだ希少な資源であり、その燃焼に基づくエンジン技術はまだ非常に原始的なためです。 はい、誰かが探査機が宇宙風を使って推進するのを助ける宇宙パネルについて言及するでしょうが、軌道に乗って地球に戻るために燃料を必要とするのは宇宙船ではなく探査機です. そして、あなたはそれをたくさん必要とします。
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起動用のランチパッドとは何ですか?
あなたが陸上競技場の中心にいて、トレッドミルで走っているアスリートの 人に会いたいと想像してみてください。 私たちは彼に追いつくことを試みることができますが、そのためには彼よりも速く走る必要があり、多くのエネルギーを費やすことになります。 ランナーがいつ最も有利な位置にいるのかを計算する方がはるかに合理的です。そうすれば、ランナーが傍受され、適切なタイミングで彼に会いに行くことができます。 到着が早すぎたり遅すぎたりしないように、計算は正確でなければなりません。 移動を開始するのに最適な時期は、開始ウィンドウです。
同じことが宇宙ミッションにも当てはまります。 打ち上げウィンドウは、宇宙船が指定された時間に宇宙の指定されたポイントに到達できる期間です。 同時に、ロケットの出力能力と、装置が対応しなければならない宇宙物体の軌道が考慮されます。 したがって、ウィンドウはミッションごとに異なります。 たとえば、火星へのミッションの場合、起動ウィンドウは 780 日ごとに開きます。 しかし、木星、土星、天王星、海王星などの惑星を目標とする「ボイジャー 2 号」の打ち上げでは、175 年に 46 度しか現れないチャンスの窓を利用しました。 一方、ロゼッタミッションの例では、もともと彗星 67P / Wirtanen を研究する予定でしたが、打ち上げの遅れによりこの機会が失われたため、ミッションの新しいターゲット、彗星 P / Churyumova が選択されました。・ゲラシメンコ。
簡単に言えば、打ち上げウィンドウは、軌道力学の計算から計算された時間間隔であり、その間に特定の宇宙船が離陸して最終目的地に到達することができます。 もちろん、計画された飛行経路と必要な燃料の質量を考慮して。 したがって、初期ウィンドウには天体の適切な位置が必要であり、その重力は車両の動きに大きな影響を与えます。
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スタートアップの起動ウィンドウに影響を与える つの要因
アルテミス I を含むあらゆる宇宙ミッションの打ち上げのための打ち上げウィンドウの選択に影響を与える つの要因があります。それらは互いに密接に関連しているため、要因の つに不一致があると、他の要因の影響が即座に無効になります。
軌道と傾き
たとえば、ディスカバリーは重要な貨物を ISS に届ける必要があります。 まず、科学者は、シャトル自体の軌道と国際宇宙ステーションの軌道という つの異なる軌道を考慮する必要があります。 このミッションの目的は必要な物資を宇宙ステーションに届けることであるため、科学者はつの軌道が確実に一致することを確認する必要があります。 これを行うために、彼らはステーションの軌道の平面を計算します。これは、地球を切り裂き、宇宙ステーションをその端に保持する架空のシートです。
地球と宇宙ステーションが動くと、それらを結ぶ従来の飛行機も動きます。 科学者は、地球の端がフロリダのケネディ宇宙センターの発射台と交差する時刻を見つけなければなりません。そこから宇宙船が発射されることになっています。 彼らは1度以上見逃すことはできません。 地球は 分間で 度回転するため、打ち上げは正確にその 分以内に行われる必要があります。
さらに、宇宙ステーションが南から北に向かっているときに打ち上げが発生する必要があります。 これは、シャトルがステーションをうまく追い越すと同時に、15 階建ての外部燃料タンクを人間に脅威を与えない海上に廃棄しなければならないという事実によるものです。 海は北東にあるため、ディスカバリーの打ち上げは、宇宙ステーションが北に移動するまで待たなければなりません。 これにより、スペースシャトルには 日あたり 分間の打ち上げウィンドウが つ残されます。
Artemis Iミッションに関しては、ここでさらに興味深い. NASA は、オリオンを月を周回する遠い逆行軌道に配置したいと考えています。 これは 5 つのラグランジュ点を持つ非常に安定した軌道です。 同時に、装置は月とは反対方向に地球の周りを移動します。 これまでのところ、この軌道を使用しているのは中国の嫦娥 号だけです。この軌道に入るには、適切なタイミングで月に装置を運ぶためのエンジンを始動する必要があります。 この作戦はTLI（Trans-Lunar Injection）と呼ばれ、実行の正確さが非常に重要です。 これは、起動ウィンドウを計算する際に考慮すべき要素の つです。
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「歳差運動」は窓を動かす
また、歳差運動の現象も忘れてはなりません。 子供がジグのトップを回し始めるたびに、歳差運動が見られます。 まず、その回転軸が回転とは反対の方向に空中で円を描き、最初に天板を一方向に傾け、次に別の方向に傾けます。
地球は、太陽を周回するときにこのダンスのスローモーション バージョンを実行します。人工衛星は、地球を周回するときに同じことを行います。
NASA の科学者が衛星がどれだけぐらつくかを計算できる式があります。 衛星が 5 日に行う回転数、軌道のサイズと離心率、傾斜角を加えると、振動が得られます。 国際宇宙ステーションの場合、これらの数値は 20 日あたりほぼ 度の値を示します。これは、地球の 日あたりの自転の約 分に相当します。
これは、太陽系の月や他の惑星にも当てはまります。 これらの変動には正確な計算が必要です。そうしないと、調整を行うと過度の燃料消費が発生し、目標の軌道が失われます。
打ち上げ時の気象条件
悪天候のためロケットの打ち上げが中止になったという話を時々耳にします。 はい、自然は私たちを待つ必要はありません。嵐、雷雨、砂嵐、吹雪など、地球の表面には常にいくつかの気象現象があります.
宇宙機関の気象学者は、13 日間にわたって か所の異なる場所で、雲量、風向き、風速、嵐やその他の有害事象を追跡する専門家のようにジャグリングします。 たとえば、ロケットが嵐や砂嵐に巻き込まれる可能性がない場合にのみ、離陸を承認します。
照明条件
発射窓は、すべてのカメラに適切な照明を提供できるようにする必要があります。これにより、飛行制御チームは、船のすべてのシステムと設定がどの程度うまく機能しているかを確認し、宇宙ミッションの乗組員の安全を確保するのに役立ちます。
たとえば、NASA の規則によると、オリオンは一度に 90 分以上影に入ることができません。 パネルに日光を当て、デバイスの最適な温度を維持する必要があるためです。
さらに、着陸プロセスに関連する他の要因があり、その間にオリオンは地球の大気の上層に入り、しばらくそこを離れ、再び、すでに最終的に大気に突入する必要があります。 ただし、このためには、デバイスが時間内に地球に対して適切な軌道に到達する必要があります。 考慮すべき最後の側面は、着陸時間です。 待機中のチームがカプセルを見つけて回収しやすくするために、オリオンは日中に海に着陸する予定です。
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発射は固定発射台からは行われません。 ターゲットも絶え間なく動いています
早ければ今夜にも開始される可能性があるアルテミス I ミッションの開始について検討する必要がある詳細のいくつかについて、さらに詳しく話しましょう。
月は地球に近いので、おそらく大きな問題はないはずです。 残念ながら、とりわけ、私たちの惑星と月の動きがあります。 私たちの衛星は、赤道で約 0,5 km/s の速度で軸を中心に自転しているだけでなく、ほぼ円形の軌道で太陽の周りを 30 km/s の速度で公転しています。 また、地球の動きの速度が車両自体の開始速度に追加されることも考慮に入れる必要があります。
さらに、地球の軌道に対する太陽と月の位置は常に変化しているため、これも考慮する必要があります。 したがって、同じエネルギー/燃料消費量で、地球から月への打ち上げは、その打ち上げのタイミングに応じて異なる結果につながる可能性があります.
理論的には、毎日月に行けるほど強力な宇宙船を作ることができます。 そして、もしかしたら将来もそうなるかもしれません。 しかし、現時点では、アルテミス I ミッションを成功させるには、地球からの打ち上げ時間を慎重に選択する必要があります。これにより、オリオンが月に移動し、衛星を周回する予定の軌道に入ることができます。 打ち上げが予定通りに行われたとしても、数日の遅れがミッションの期間に大きな変化をもたらす可能性があります。
現在、打ち上げ時間に応じて、アルテミス I ミッションは 26 日から 28 日、または 38 日から 42 日続く可能性があります。 オリオンが遠い逆行軌道で月の周りを 1,5 回転するため、このミッションはさらに長くなると予想されます。 より短いオプションが考慮され、月軌道への出口が別の時間に行われる場合、オリオンは地球への帰還を開始する前に月の周りを 1 回転するだけです。
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将来のアルテミス I の打ち上げ日は可能です
ミッション基準を満たす SLS ロケットとそのペイロードの現在の発射ウィンドウは、2 月 6 ～ 3 日です。 NASA がアルテミス I ミッションの打ち上げに最も近い日付、2022 年 21 月 17 日 23:17 から : のキエフ時間の間を選択したことはすでに知られています。 その後の各日にも、開始可能な特定の時間があります。 この時間内に離陸しなかった場合、次の起動ウィンドウが表示されます。
- 20月28日～月日
- 30月4日～月日
- 17月23日～日
- 27月日
- 29月31日～日
- 等々…
歴史的なアルテミス I ミッションの打ち上げが成功するのを待つしかありません。
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ただし、ウクライナで戦争が行われていることを忘れないでください。 ウクライナがロシアの占領者と戦うのを支援したい場合は、ウクライナ軍に寄付するのが最善の方法です。 セーブライフ または公式ページから NBU.
「8年のアポロ1960号」…。初めて宇宙に到達したのは 12 年 1961 月 日でした。
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コメントしてくださってありがとうございます。初めて月へのミッションに成功したのは、8 年のアポロ 1968 号です。今すぐ修正します