Već decenijama čitam o raketama i pojam koji se najčešće pominje u vezi sa njima jeste potisak. Da vidimo u najkraćem o čemu se tu zapravo radi.
„Snaga“ raketnog motora naziva se potiskom. Kod nas i kod svih koji koriste metrički sistem potisak se izražava u njutnima, a kod Anglosaksonaca u funtama potiska („pounds of thrust“). Jedna takva funta približno je jednaka 4,45 njutna potiska, odn. 0,45 kg potiska. Potiska od jednog njutna predstavlja onaj potisak koji je u stanju da predmet težine 1 N (100 grama) drži u stacionarnom stanju (u mirovanju) uprkos sile gravitacije Zemlje. Na Zemlji, prosečno ubrzanje gravitacije iznosi 9,80665 m/s2, odn. 35,3039 km/h u sekundi[1]. Ako bih ja plutao kosmosom sa džakom punim lopti i svake sekunde bacao jednu brzinom od 35 km/h, lopte će stvarati potisak od jednog njutna. Ako bih lopte bacao brzinom od 70 km/h, stvarao bih dva njutna potiska. Ako bi ih bacao brzinom od 3.500 km/h (verovatno nekim bacačem lopti), ostvarivao bih potisak od 100 njutna (10 kg), i tako dalje.
Jedna od problema sa kojima se suočavaju rakete je taj što i objekti koje motori treba da izbacuju takođe imaju svoju težinu i raketa mora da ih nosi okolo. Recimo da želimo da u toku sat vremena proizvedemo potisak od 100 njutna tako što ćemo svake sekunde izbacivati po jednu loptu brzinom od 3.500 km/h. To znači da bi morali da u džaku imamo 3.600 loptica težine od po 1 njutna (jer ima 3.600 sekundi u 1 satu), ili ukupno 3.600 njutna (360 kg) loptica. Pošto je čovek težak samo 10 kg u skafanderu, vidimo da je težina našeg „goriva“ mnogo veća od korisnog tereta (nas lično). Zapravo, gorivo teži 36 puta više od korisnog tereta! A to nije ništa neobično. To i jeste razlog zbog kojega moramo da imamo ogromne rakete da bi odneli nekoliko osoba u kosmos – zato što nam treba puno goriva.
Ovu računicu smo lako mogli da pratimo kod spejs šatlova. Iako su poslednji put poleteli pre 17 meseci, svi se živo sećamo da su imali tri osnovna dela:
– Orbitera sa posadom,
– Velikog spoljnjeg rezervoara (ET),
– Dva raketna bustera na čvrsto gorivo (SRB).
Prazan, orbiter je težio 74.840 kg, spoljnji rezervoar 26.500 kg, a dva bustera po 91.000 kg svaki. Ali kada ih je trebalo pripremiti za let, svaki SRB je primao po 500.000 kg čvrstog goriva. Spoljnji rezervoar je bio punjen sa 553.358 litara tečnog kiseonika (628.340 kg), i 1.497.440 litara tečnog vodonika (106.260 kg). Čitav ansambl – šatl, spoljnji tank i busteri napunjeni gorivom bili su na startu teški oko 2.030 tona i sve to da bi se odnelo u orbitu 75 tona! Ako ćemo fer, orbiter je takođe nosio i oko 24,4 tone tereta, ali to ne menja mnogo na stvari. Gorivo je bilo preko 20 puta teže od samog orbitera.
Svo pomenuto gorivo isticalo je iz šatla brzinom većom od 9.500 km/h (tipično, brzina izduvnih gasova kod hemijskih raketa se kreće između 6.000 i 16.000 km/h). Za samo 2 minuta SRBs sagore sve svoje čvrsto gorivo stvarajući na nivou mora potisak od oko 12 MN koji ubrzo po uzletanju narasta do 14 MN. Tri glavna motora SSME (koja su koristila gorivo iz spoljnjeg rezervoara) radila su oko osam minuta i tom prilikom stvarala potisak od 1,85 MN svaki.
[1] To znači da ako skočiš sa solitera, posle 1 sekunde leta ići ćeš 35, 3 km/h (recimo da zanemarimo otpor vazduha), posle 2 sekunde 2 × 35,3 km/h, posle 3 sekunde 3 × 35,3 km/h itd. u zavisnosti koliko je visok soliterAko ti je za utehu, na ekvatoru bi padao malo sporije: posle 3 sekunde to bi bilo 3 × 35,2092 km/h, odn. ~0,27% sporije.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
