Самая быстрая космическая ракета в мире скорость
Самые быстрые космические корабли, настоящие и вымышленные / Хабр
Сотрудники издания FatWallet составили список «самых быстрых космических кораблей во Вселенной». Это корабли из фантастических фильмов, книг, компьютерных игр и фантастических сериалов.Среди источников информации — Википедия и десятки других страниц, где упоминается скорость того или иного корабля. Для объективности в таблицу включены бывшие и действующие аппараты НАСА.
Рейтинг отсортирован от самых медленных к самым быстрым. Первая половина таблицы содержит корабли, которые передвигаются на скорости ниже, чем скорость света. Для них в качестве шкалы используется максимально возможное ускорение аппарата в единицах G (1 G = 9,8 м/с2).
Во второй половине — нормальные корабли, летающие с релятивистской скоростью. Их скорость указана в единицах C (скорость света).
Человечество ближе всего приблизилось к скорости света в конце 1950-х гг, когда планировался к разработке космический корабль я атомным двигателем, известный как Project Orion. Предполагалось, что его максимальная скорость составит 10 000 км/с, то есть 3,3% скорости света. Однако в 1963 году был заключен Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой между СССР, США и Великобританией. Нацеленный на замедление гонки вооружений и предотвращение чрезмерных выбросов в атмосферу радиоактивных веществ, этот договор положил конец проекту Orion.
В настоящее время самым быстрым космическим аппаратом в истории человечества человечества считается ракета Saturn V, которая была способна разгоняться скорости 64 500 км/ч, отмечают составители рейтинга.
НАСА собирается запустить свой самый быстрый космический корабль в истории
Обновление от 11 августа: НАСА и United Launch Alliance отложили запуск солнечного зонда Parker по крайней мере на 24 часа до 12 августа из-за проблемы с ракетой Delta IV Heavy. Прочтите нашу полную историю здесь.
Завтра рано утром (11 августа), если позволит погода, НАСА запустит свой новейший космический аппарат под названием Parker Solar Probe на борту огромной тяжелой ракеты United Launch Alliance Delta IV - и к декабрю 2024 года он станет самым быстрым космическим кораблем. Когда-либо.
Именно тогда зонд достигнет точки, ближайшей к Солнцу, на расстоянии 3,83 миллиона миль (6 миллионов километров) от нашей звезды. В этот момент космический корабль будет разгоняться до колоссальных 430 000 миль в час (692 000 км / ч). На Земле это было бы эквивалентно путешествию из Вашингтона, округ Колумбия, в Токио менее чем за минуту или из округа Колумбия в Филадельфию менее чем за секунду.
Но команда, создавшая космический корабль, на удивление превозносит свой рекорд.«Проектировать что-то, чтобы быстро летать в космосе, почти так же, как если бы вы разработали его, чтобы летать медленно в космосе; в космосе нет ничего, что действительно могло бы препятствовать его прогрессу», - менеджер проекта Parker Solar Probe Эндрю Дрисман из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса - говорится в сообщении НАСА вчера (9 августа) на пресс-конференции. «Космический корабль не знает, что движется быстро». [Величайшие миссии к Солнцу]
При приближении к Солнцу ближе всего к концу миссии, солнечный зонд Паркера станет самым быстрым космическим кораблем из когда-либо существовавших.(Изображение предоставлено Центром космических полетов им. Годдарда НАСА)
Тем не менее, плавание будет не совсем гладким, поскольку зонд будет не единственным, что движется невероятно быстро. Солнечный зонд Паркера также будет окружен тем, что ученые называют сверхскоростной пылевой средой - множеством крошечных, быстро движущихся частиц, некоторые из которых неизбежно попадут в космический корабль. Зонд имеет кевларовые одеяла для защиты от этих ударов.
Во время наиболее близкого приближения к Солнцу солнечный зонд Паркер оставит другие стремительные космические корабли, поедающие метафорическую пыль.Для сравнения: космический корабль «Вояджер-1», запущенный еще в 1977 году, по данным НАСА, в настоящее время движется со скоростью около 38 000 миль в час (61 000 км / ч) - менее 10 процентов максимальной скорости солнечного зонда Parker.
Когда в июле 2016 года зонд НАСА «Юнона» вышел на орбиту вокруг Юпитера, он на короткое время набрал скорость 165 000 миль в час (266 000 км / ч), что сделало его самым быстрым космическим аппаратом на сегодняшний день. Это было достижимо отчасти благодаря собственной гравитации газового гиганта, которую некоторые приверженцы считают обманом.
Однако только с точки зрения так называемой гелиоцентрической скорости - скорости относительно Солнца без влияния планет - два других космических корабля в настоящее время держат рекорд: Гелиос I и II, две миссии 1970-х годов, которые скользнули ближе к Солнцу. чем Меркурий для нашей звезды, достигая скорости около 150000 миль в час (241000 км / час).
Но поскольку вещи вращаются быстрее, чем ближе, плавание в пределах 4 миллионов миль (6,4 миллиона километров) от видимой поверхности Солнца означает, что Parker Solar Probe почти утроит эту скорость. Лучше помаши ей на прощание, пока можешь.
Примечание редактора: НАСА Parker Solar Probe будет запущен в субботу, 11 августа, в 3:33 утра по восточному поясному времени (07:33 по Гринвичу). Вы можете посмотреть запуск в прямом эфире здесь, на Space.com, начиная с 3 утра по восточному времени (07:00 по Гринвичу), любезно предоставлено NASA TV. Посетите Space.com Суббота для полного освещения запуска NASA Parker Solar Probe.
Напишите Меган Бартелс по телефону [email protected] или подпишитесь на нее @meghanbartels . Следуйте за нами @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинал статьи на Space.com .
.История ракет | Космос
Принципы ракетной техники были впервые испытаны более 2000 лет назад, но на самом деле только в последние 70 лет или около того эти машины использовались для приложений в исследовании космоса. Сегодня ракеты обычно доставляют космические корабли к другим планетам нашей Солнечной системы. Ближе к Земле ракеты, доставляющие припасы на Международную космическую станцию, могут вернуться на Землю, приземлиться самостоятельно и снова использоваться.
Ранняя ракетная техника
Есть рассказы о ракетной технике, которая использовалась тысячи лет назад.Например, около 400 г. до н.э. Архит, греческий философ и математик, продемонстрировал деревянного голубя, подвешенного на тросах. По данным НАСА, голубя толкали из-за выхода пара.
Говорят, что примерно через 300 лет после эксперимента с голубями Герой Александрии изобрел эолипил (также называемый двигателем Героя), добавило НАСА. Устройство в форме шара стояло на вершине кипящей воды. Газ из дымящейся воды входил внутрь шара и выходил через две L-образные трубы с противоположных сторон.Тяга, создаваемая выходящим паром, заставляла шар вращаться.
Историки считают, что первые настоящие ракеты китайцы разработали примерно в первом веке нашей эры. Они использовались для красочных демонстраций во время религиозных фестивалей, подобных современным фейерверкам.
В течение следующих нескольких сотен лет ракеты в основном использовались в качестве боевого оружия, включая версию под названием «Конгрев», разработанную британскими военными в начале 1800-х годов.
Отцы ракетной техники
В современную эпоху те, кто сегодня работает в космосе, часто признают трех «отцов ракетной техники», которые помогли запустить первые ракеты в космос.Только один из трех выжил достаточно долго, чтобы увидеть, как ракеты используются для исследования космоса.
Россиянин Константин Э. Циолковский (1857-1935) опубликовал то, что сейчас известно как «уравнение ракеты», в 1903 году в российском авиационном журнале по данным НАСА. Уравнение касается взаимосвязи между скоростью и массой ракеты, а также того, как быстро газ уходит, когда он выходит из выхлопной системы топливной системы, и сколько в нем топлива. Циолковский также опубликовал теорию многоступенчатых ракет в 1929 году.
Роберт Годдард (1882-1945) был американским физиком, который 16 марта 1926 года отправил в небо первую ракету на жидком топливе в Оберне, штат Массачусетс. У него было два патента США на использование ракеты на жидком топливе, а также на два патента. - или трехступенчатая ракета на твердом топливе, по мнению НАСА.
Герман Оберт (1894–1989) родился в Румынии, позже переехал в Германию. По данным НАСА, он заинтересовался ракетной техникой в раннем возрасте, а в 14 лет он представил «ракету с отдачей», которая может перемещаться в космосе, используя только собственный выхлоп.Став взрослым, он изучал многоступенчатые ракеты и научился использовать ракету, чтобы избежать гравитации Земли. Его наследие омрачено тем фактом, что он участвовал в разработке ракеты Фау-2 для нацистской Германии во время Второй мировой войны; ракета использовалась для разрушительных бомбардировок Лондона. Оберт жил в течение десятилетий после начала освоения космоса и видел, как ракеты доставляют людей на Луну, и снова и снова наблюдал, как многоразовые космические челноки поднимают экипажи в космос.
Американское ракетное общество испытало ракетный двигатель M15-G1 в июне 1942 года.Слева направо: Хью Пирс, Джон Шеста и Ловелл Лоуренс, которые впоследствии станут тремя из основателей Reaction Motors Inc. (Изображение предоставлено Смитсоновским институтом, Национальный музей авиации и космонавтики)
Ракеты в космическом полете
После Второй мировой войны , несколько немецких ученых-ракетчиков эмигрировали как в Советский Союз, так и в Соединенные Штаты, помогая этим странам в космической гонке 1960-х годов. В этом состязании обе страны соперничали, чтобы продемонстрировать технологическое и военное превосходство, используя космос в качестве границы.
Ракеты также использовались для измерения радиации в верхних слоях атмосферы после ядерных испытаний. Ядерные взрывы в основном прекратились после подписания Договора об ограниченном запрещении ядерных испытаний 1963 года.
В то время как ракеты хорошо работали в атмосфере Земли, было сложно понять, как их отправить в космос. Ракетная инженерия была в зачаточном состоянии, и компьютеры не были достаточно мощными для моделирования. Это означало, что многочисленные летные испытания закончились драматическим взрывом ракет через секунды или минуты после вылета со стартовой площадки.
Художественная иллюстрация огромной ракеты NASA Space Launch System в полете. (Изображение предоставлено НАСА)
Однако со временем и опытом был достигнут прогресс. Впервые ракета была использована для отправки чего-либо в космос в рамках миссии Sputnik, в ходе которой 4 октября 1957 года был запущен советский спутник. После нескольких неудачных попыток Соединенные Штаты использовали ракету Jupiter-C для подъема своего Explorer 1. спутник в космос 1 февраля 1958.
Прошло еще несколько лет, прежде чем обе страны почувствовали себя достаточно уверенно, чтобы использовать ракеты для отправки людей в космос; обе страны начали с животных (например, обезьян и собак).Российский космонавт Юрий Гагарин был первым человеком в космосе, который покинул Землю 12 апреля 1961 года на борту ракеты «Восток-К» для многоорбитального полета. Примерно через три недели Алан Шепард совершил первый американский суборбитальный полет на ракете Редстоун. Несколько лет спустя в рамках программы НАСА «Меркурий» агентство переключилось на ракеты «Атлас» для выхода на орбиту, а в 1963 году Джон Гленн стал первым американцем, вышедшим на орбиту Земли.
При наведении на Луну НАСА использовало ракету «Сатурн V», которая высотой 363 фута включала три ступени, последняя из которых была достаточно мощной, чтобы оторваться от земной гравитации.Ракета успешно осуществила шесть полетов по высадке на Луну в период с 1969 по 1972 год. Советский Союз разработал лунную ракету под названием N-1, но ее программа была навсегда приостановлена из-за множества задержек и проблем, включая смертельный взрыв.
Программа космических шаттлов НАСА (1981–2011 гг.) Впервые использовала твердотельные ракеты для запуска людей в космос, что примечательно, потому что, в отличие от жидкостных ракет, их нельзя выключить. Сам шаттл имел три двигателя на жидком топливе с двумя твердотопливными ракетными ускорителями, прикрепленными по бокам.В 1986 году уплотнительное кольцо твердотопливной ракеты-носителя вышло из строя и вызвало катастрофический взрыв, в результате которого погибли семь астронавтов на борту космического корабля "Челленджер". После инцидента твердотопливные ракетные ускорители были переработаны.
Ракеты с тех пор использовались для отправки космических кораблей дальше в нашу солнечную систему: мимо Луны, Венеры и Марса в начале 1960-х годов, которые позже расширились до исследования десятков лун и планет. Ракеты пронесли космические корабли по всей Солнечной системе, так что теперь у астрономов есть изображения каждой планеты (а также карликовой планеты Плутон), многих лун, комет, астероидов и более мелких объектов.А благодаря мощным и продвинутым ракетам космический корабль «Вояджер-1» смог покинуть нашу солнечную систему и достичь межзвездного пространства.
(Изображение предоставлено SpaceX)
Ракеты будущего
Несколько компаний во многих странах в настоящее время производят беспилотные ракеты - США, Индия, Европа и Россия, и многие другие - и регулярно отправляют в космос военные и гражданские полезные нагрузки. .
Ученые и инженеры постоянно работают над созданием еще более совершенных ракет.Stratolaunch, аэрокосмическая дизайнерская компания, поддерживаемая Полом Алленом и Бертом Рутаном, стремится запускать спутники с использованием гражданских самолетов. SpaceX и Blue Origin также разработали многоразовые ракеты первой ступени; SpaceX теперь имеет многоразовые ракеты Falcon 9, которые регулярно отправляют грузы на Международную космическую станцию. [На фотографиях: первый успешный запуск тяжелой ракеты Falcon SpaceX!]
Эксперты предсказывают, что ракеты будущего смогут доставлять в космос более крупные спутники и могут нести одновременно несколько спутников, сообщает Los Angeles Times.Эти ракеты могут использовать новые композитные материалы, достижения в области электроники или даже искусственный интеллект для выполнения своей работы. В будущих ракетах также могут использоваться другие виды топлива, такие как метан, которые более безопасны для окружающей среды, чем более традиционный керосин, который сегодня используется в ракетах.
.Молниеносная скорость: самые быстрые вещи во Вселенной
SAN DIEGO - Если вы легкий, довольно легко путешествовать со своей скоростью, то есть 186 282 мили в секунду или 299 800 километров в секунду.
А если ты материя, то совсем другое дело.
Ничего из того, что мы знаем о молниях быстрее, чем свет. Эйнштейн почти 100 лет назад сказал, что это невозможно. Для нас ограничение скорости имеет странный смысл: ехать быстрее света, и вы можете вернуться, прежде чем уйти, стать собственным дедушкой или совершить другие прыжки космической логики.
Перенесемся на столетие вперед. Астрономы сейчас измеряют вещи - материал, материю, предметы - которые движутся со скоростью, настолько близкой к скорости света, что можно подумать, что это заставит Эйнштейна немного нервничать. Однако его теории относительности, похоже, не угрожает такая невероятная скорость.
Среди демонов скорости Вселенной - капли горячего газа размером с Юпитер, погруженные в потоки вещества, выброшенные из гиперактивных галактик, известных как блазары. На прошлой неделе на заседании Американского астрономического общества ученые объявили, что они измерили капли в самолетах блазаров, летящих в космосе на отметке 99.9 процентов световой скорости.
«Это говорит нам о том, что физические процессы в ядрах этих галактик ... чрезвычайно энергичны и способны перемещать материю, очень близкую к абсолютному пределу космической скорости», - сказал Гленн Пинер из колледжа Уиттиер в Уиттиере, Калифорния.
Вдумайтесь в силу быстро движущегося перегретого газа, известного как плазма:
«Чтобы разогнать шар для боулинга до скорости, недавно измеренной в этих блазарах, потребуется вся энергия, производимая в мире за целую неделю», - сказал Пинер.«И капли плазмы в этих струях по крайней мере такие же массивные, как большая планета».
Блазары летают по вселенной какой-то быстрой компанией. На самом деле, немного быстрее.
В другом исследовании, представленном на встрече, космические лучи сверхвысоких энергий, которые, как считается, возникают при столкновении скоплений галактик, врезаются в атмосферу Земли со скоростью более 99,9% от скорости света. Измерения показали, что число 99,9, за которым следуют еще 19 девяток, что примерно соответствует скорости света, которую вы можете получить, не расщепляя волосы.
Частицы не легкие, а настоящая материя. Они крошечные, в основном это протоны, но энергия, которая их мотивирует, столь же фантастична, и механизмы могут быть взаимосвязаны.
Однако ученые до сих пор не знают точных механизмов, участвующих в ускорении материи до таких высоких скоростей. В случае с блазарами оказывается, что это черная дыра. Закрепляя активную галактику, сверхмассивная черная дыра втягивает газ внутрь. Некоторые из них проглатываются, а некоторые просто ускоряются, а затем выбрасываются высокоскоростными струями вдоль оси вращения галактики.Могут играть роль сильные закрученные магнитные поля.
Некоторые космические лучи сверхвысоких энергий могут исходить от блазаров, сообщил Пинер SPACE.com . Но другие явления могут служить ускорителями частиц в космосе, например, слияние галактик или столкновение черных дыр.
Пинер и его коллеги наблюдали три блазара, которые, как известно из предыдущих наблюдений, были сверхбыстрыми, с помощью радиообсерватории с очень длинной базой Национального научного фонда.
Результаты подтверждают предыдущую работу и с большей точностью определяют скорости.Феноменальная скорость плазменных капель, похоже, достигла предела.
«Все результаты наблюдений за джетами блазаров согласуются со специальной теорией относительности Эйнштейна», - сказал Пинер. «Струи ускоряются вплоть до границы светового барьера, но не дальше, хотя это одни из самых эффективных ускорителей во Вселенной».
Другие статьи встречи AAS на прошлой неделе:
.Запуск ракет в космос - Science Learning Hub
Ракеты, запускаемые в космос, могут быть суборбитальными (кратковременный визит в космос) или орбитальными (оставаться в движении вокруг Земли) или могут преодолевать гравитацию Земли, чтобы путешествовать глубже в космос.
Что такое космос?
Официальное начало космоса - 100 км над поверхностью Земли. Газы, из которых состоит атмосфера Земли, быстро истончаются с увеличением высоты. Если бы вы были на ракете, летящей вверх на высоте 11 км, вы бы проехали 77.5% атмосферы Земли. На 31 км вы бы проехали 99%. На этой высоте вы бы увидели черноту космоса над собой, а не голубизну неба.
Гравитация и космос
Земля представляет собой массивный объект (6 x 10 24 кг), и его гравитационное влияние распространяется в космос. Гравитационное влияние Земли меняется лишь незначительно на высотах, на которых работают самые низкие спутники околоземной орбиты (НОО) и Международная космическая станция.
| Высота над поверхностью Земли (км) | Сила веса на массу 10 кг (Н) | |
| 0 | На поверхности Земли | 98 95 88 82 6 2 |
На высоте 1000 км над поверхностью Земли сила гравитации на массу 10 кг составляет около 75% от ее значения на Земле.
Это означает, что даже если ракета достигнет космоса, сила тяжести все равно будет притягивать ее к Земле.
Суборбитальные ракеты - кратковременное посещение космоса
Ракеты, которые достигают космоса, а затем возвращаются на Землю, классифицируются как суборбитальные ракеты. Обычно это зондирующие ракеты («зондирование» относится к измерению).
Зондирующие ракеты предназначены для измерения атмосферы или проведения экспериментов в условиях микрогравитации, когда они проходят через атмосферу и затем падают обратно на Землю.
Зондирующие ракеты могут летать намного выше, чем метеорологические шары (другой способ измерения атмосферы), которые могут лететь только на высоту 40 км. Некоторые зондирующие ракеты летят на расстояние до 950 км и выше, прежде чем упасть на Землю.
Вывод ракет на орбиту
Чтобы вывести ракеты на орбиту, им нужна гораздо большая тяга, чем та, которая позволит им подняться на требуемую высоту. Им также нужна достаточная тяга, чтобы они могли двигаться с очень высокой орбитальной скоростью.
Например, Международная космическая станция (МКС) находится на высоте около 360 км. Чтобы построить МКС, каждой ракете, несущей людей и детали, требовалась достаточная тяга, чтобы обеспечить ее орбитальную скорость 28 000 км / ч. На этой скорости объект на такой высоте будет оставаться на орбите вокруг Земли. Если скорость меньше этой, объект упадет обратно на Землю.
Чтобы помочь себе представить это, известный астроном, математик и физик сэр Исаак Ньютон представил пушку, установленную на очень высокой горе.Если пушечное ядро выстрелит с достаточной скоростью, оно будет лететь так быстро, что упадет на Землю, но полностью промахнется. Это то, что делают спутники.
Около 3000 спутников, созданных людьми, в настоящее время вращаются вокруг Земли. Каждый из них был выведен на орбиту с помощью ракеты. Некоторые из них размером с стиральную машину, другие размером с автобус, а Международная космическая станция столь же просторна, как дом с 5 спальнями, а с расширенными солнечными батареями она размером с поле для регби.
Все глубже в космос
Чтобы путешествовать за пределы Земли к другим планетам и дальше, необходимы очень большие многоступенчатые ракеты, чтобы дать зонду, такому как Voyager 1 , достаточно тяги, чтобы избежать гравитационного притяжения Ear
.
