Kosmoselaeva suurim kiirus. Raketid ja kosmoselaevad

Meie lugeja Nikita Ageev küsib: mis on tähtedevahelise reisimise põhiprobleem? Vastus, nagu , nõuab pikka artiklit, kuigi küsimusele saab vastata ühe sümboliga: c .

Valguse kiirus vaakumis c on ligikaudu kolmsada tuhat kilomeetrit sekundis ja seda on võimatu ületada. Seetõttu on võimatu tähtedeni jõuda kiiremini kui mõne aastaga (valgus liigub Proxima Centaurini 4,243 aastat, seega ei saa kosmoseaparaat veelgi kiiremini kohale jõuda). Kui liita kiirenduse ja pidurdamise aeg inimesele enam-vähem vastuvõetava kiirendusega, saab lähima täheni umbes kümme aastat.

Millised on lendamise tingimused?

Ja see periood on juba iseenesest märkimisväärne takistus, isegi kui me ignoreerime küsimust "kuidas kiirendada valguse kiirusele lähedase kiiruseni". Nüüd pole enam kosmoselaevu, mis võimaldaks meeskonnal nii kaua autonoomselt kosmoses elada – astronautidele tuuakse Maalt pidevalt värskeid varusid. Tavaliselt algavad vestlused tähtedevahelise reisimise probleemide üle põhimõttelisematest küsimustest, kuid alustame puhtalt rakenduslike probleemidega.

Isegi pool sajandit pärast Gagarini lendu ei suutnud insenerid luua kosmoselaevade jaoks pesumasinat ja piisavalt praktilist dušši ning kaaluta oleku jaoks mõeldud tualetid lagunevad ISS-il kadestamisväärse regulaarsusega. Lend vähemalt Marsile (4 valgusaasta asemel 22 valgusminutit) seab sanitaartehniliste projekteerijate jaoks juba ebatriviaalse ülesande: tähtede reisiks on vaja vähemalt leiutada kahekümneaastase tualettruumiga kosmosekäimla. garantii ja sama pesumasin.

Pesemis-, pesemis- ja joogivesi tuleb samuti kas kaasa võtta või uuesti kasutada. Lisaks õhule ja toidule tuleb ka pardal hoida või kasvatada. Katseid suletud ökosüsteemi loomiseks Maal on juba tehtud, kuid nende tingimused olid siiski kosmose omadest väga erinevad, vähemalt gravitatsiooni olemasolul. Inimkond teab, kuidas kamberpoti sisu puhtaks joogiveeks muuta, kuid sel juhul on vaja seda teha nullgravitatsiooniga, absoluutse töökindlusega ja ilma autotäie kulumaterjalita: autotäis filtrikassette kaasa võtta. tähed on liiga kallid.

Sokkide pesemine ja soolenakkuste eest kaitsmine võib tunduda liiga banaalsete, "mittefüüsiliste" piirangutena tähtedevahelistel lendudel – aga iga kogenud reisija kinnitab, et sellised pisiasjad nagu ebamugavad jalanõud või võõrast toidust tingitud kõhuhädad autonoomsel ekspeditsioonil võivad pöörde teha. ohtu elule.

Ka elementaarsete igapäevaprobleemide lahendamine nõuab sama tõsist tehnoloogilist baasi kui põhimõtteliselt uute kosmosemootorite väljatöötamine. Kui Maal saab tualetipaagi kulunud tihendi osta lähimast poest kahe rubla eest, siis Marsi laeval tuleb varuda kas reserv kõik sarnased osad või kolmemõõtmeline printer universaalsest plastikust toorainest varuosade tootmiseks.

USA mereväes 2013. aastal tõsiselt alustas 3D printimist pärast seda, kui hindasime traditsiooniliste meetoditega sõjatehnika remondiks kuluvat aega ja raha. Sõjaväelased põhjendasid, et kümme aastat tagasi lõpetatud helikopteri komponendile mõne haruldase tihendi trükkimine on lihtsam kui mõne teise kontinendi laost osa tellimine.

Üks Korolevi lähemaid kaaslasi Boriss Tšertok kirjutas oma memuaarides “Raketid ja inimesed”, et teatud hetkel seisis Nõukogude kosmoseprogrammis pistikukontaktide nappus. Eraldi tuli välja töötada töökindlad pistikud mitmesooneliste kaablite jaoks.

Lisaks seadmete, toidu, vee ja õhu varuosadele vajavad astronaudid energiat. Mootor ja pardaseadmed vajavad energiat, seega tuleb võimsa ja töökindla allika probleem eraldi lahendada. Päikesepatareid ei sobi, kas või juba lennul olevate tähtede kauguse tõttu, radioisotoopide generaatorid (need toidavad Voyagereid ja New Horizonsi) ei anna suurele mehitatud kosmoselaevale vajalikku võimsust ja nad pole veel õppinud, kuidas täisvõimsust teha. - arenenud tuumareaktorid kosmose jaoks.

Nõukogude tuumajõul töötavat satelliidiprogrammi häiris Kanadas Cosmos 954 allakukkumisele järgnenud rahvusvaheline skandaal, aga ka rida vähem dramaatilisi ebaõnnestumisi; sarnane töö USA-s peatati veelgi varem. Nüüd kavatsevad Rosatom ja Roscosmos luua kosmose tuumaelektrijaama, kuid need on ikkagi lähilendude rajatised, mitte aga mitmeaastane teekond teise tähesüsteemi.

Võib-olla kasutavad tulevased tähtedevahelised kosmoselaevad tuumareaktori asemel tokamakke. Sellest, kui raske on vähemalt õigesti määrata termotuumaplasma parameetreid, sellest suvel MIPT-l. Muide, ITERi projekt Maal edeneb edukalt: isegi neil, kes täna esimesele kursusele astusid, on kõik võimalused liituda esimese positiivse energiabilansiga eksperimentaalse termotuumareaktori tööga.

Mida lennata?

Tavapärased rakettmootorid tähtedevahelise laeva kiirendamiseks ja aeglustamiseks ei sobi. MIPT-is esimesel semestril õpetatava mehaanikakursusega tuttavad saavad iseseisvalt arvutada, kui palju kütust vajab rakett, et jõuda vähemalt saja tuhande kilomeetrini sekundis. Neile, kes Tsiolkovski võrrandiga veel tuttavad ei ole, anname kohe teada tulemuse – kütusepaakide mass osutub oluliselt suuremaks kui Päikesesüsteemi mass.

Kütusevarustust saab vähendada, suurendades kiirust, millega mootor kiirgab töövedelikku, gaasi, plasmat või midagi muud kuni elementaarosakeste kiireni. Praegu kasutatakse plasma- ja ioonmootoreid aktiivselt Päikesesüsteemi automaatsete planeetidevaheliste jaamade lendudeks või geostatsionaarsete satelliitide orbiidi korrigeerimiseks, kuid neil on mitmeid muid puudusi. Eelkõige annavad kõik sellised mootorid liiga väikese tõukejõu, nad ei suuda veel anda laevale kiirendust mitu meetrit sekundis ruudu kohta.

MIPT prorektor Oleg Gorshkov on üks tunnustatud eksperte plasmamootorite alal. SPD-seeria mootoreid toodetakse Fakeli disainibüroos, need on seeriatooted sidesatelliitide orbiidi korrigeerimiseks.

1950. aastatel töötati välja mootoriprojekt, mis kasutaks tuumaplahvatuse impulssi (Orioni projekt), kuid sellest ei saanud kaugeltki tähtedevaheliste lendude valmislahendus. Veelgi vähem arenenud on mootori konstruktsioon, mis kasutab magnetohüdrodünaamilist efekti, see tähendab, et see kiirendab interaktsiooni tõttu tähtedevahelise plasmaga. Teoreetiliselt võib kosmoseaparaat "imeda" plasma sisse ja visata selle tagasi, et tekitada joa tõukejõudu, kuid see tekitab veel ühe probleemi.

Kuidas ellu jääda?

Tähtedevaheline plasma koosneb peamiselt prootonitest ja heeliumi tuumadest, kui arvestada raskeid osakesi. Liikudes kiirusega suurusjärgus sadu tuhandeid kilomeetreid sekundis omandavad kõik need osakesed megaelektronvoltide või isegi kümnete megaelektronvoltide energiat – sama palju kui tuumareaktsioonide produktid. Tähtedevahelise keskkonna tihedus on umbes sada tuhat iooni kuupmeetri kohta, mis tähendab, et sekundis saab laevakere ruutmeetrile umbes 10 13 prootonit kümnete MeV energiatega.

Üks elektronvolt, eV,― See on energia, mille elektron omandab, lennates ühelt elektroodilt teisele ühe volti suuruse potentsiaalide erinevusega. Valguskvantidel on see energia olemas ja suurema energiaga ultraviolettkvandid on juba võimelised DNA molekule kahjustama. Kiirgus või megaelektronvolti energiaga osakesed kaasnevad tuumareaktsioonidega ja on lisaks võimelised neid ise esile kutsuma.

Selline kiiritamine vastab neeldunud energiale (eeldusel, et kogu energia neeldub nahk) kümneid džaule. Pealegi ei tule see energia mitte ainult soojuse kujul, vaid seda võib osaliselt kasutada tuumareaktsioonide algatamiseks laeva materjalis lühiealiste isotoopide moodustumisega: teisisõnu muutub vooder radioaktiivseks.

Osa langevatest prootonitest ja heeliumi tuumadest saab magnetvälja abil kõrvale tõrjuda, indutseeritud kiirgust ja sekundaarset kiirgust saab kaitsta paljudest kihtidest koosneva keerulise kestaga, kuid ka nendele probleemidele pole veel lahendust. Lisaks muutuvad konkreetseteks probleemideks põhimõttelised raskused kujul "milline materjal hävib kiiritamisel kõige vähem" laeva lennu ajal teenindamise etapis - "kuidas lahti keerata neli 25 polti sektsioonis, mille taust on viiskümmend millisiivertit kohta. tund."

Meenutagem, et Hubble'i teleskoobi viimase remondi käigus ei õnnestunud astronautidel esialgu lahti keerata neli polti, mis ühte kaamerat kinnitasid. Pärast Maaga konsulteerimist asendasid nad pöördemomenti piirava võtme tavalise võtmega ja rakendasid toore jõudu. Poldid liikusid paigast, kaamera sai edukalt vahetatud. Kui kinnikiilunud polt oleks eemaldatud, oleks teine ​​ekspeditsioon läinud maksma pool miljardit USA dollarit. Või poleks seda üldse juhtunud.

Kas on mingeid lahendusi?

Ulmekirjanduses (sageli rohkem fantaasias kui teaduses) toimub tähtedevaheline reisimine "allruumitunnelite" kaudu. Formaalselt lubavad Einsteini võrrandid, mis kirjeldavad aegruumi geomeetriat sõltuvalt selles aegruumis jaotunud massist ja energiast, midagi sarnast – ainult hinnangulised energiakulud on veelgi masendavad kui hinnangud raketikütuse koguse kohta. lend Proxima Centaurisse. Te ei vaja mitte ainult palju energiat, vaid ka energiatihedus peab olema negatiivne.

Küsimus, kas on võimalik luua stabiilne, suur ja energeetiliselt võimalik "ussiauk", on seotud fundamentaalsete küsimustega universumi kui terviku struktuuri kohta. Üks lahendamata probleeme füüsikas on gravitatsiooni puudumine nn standardmudelis – teoorias, mis kirjeldab elementaarosakeste käitumist ja kolme neljast fundamentaalsest füüsikalisest vastasmõjust. Valdav enamus füüsikuid on üsna skeptilised, et gravitatsiooni kvantteoorias on koht tähtedevahelistele "hüpetele läbi hüperruumi", kuid rangelt võttes ei keela keegi püüda otsida lahendust lendudele tähtede poole.

Kosmoseuuringud on inimkonna jaoks pikka aega muutunud üsna tavaliseks. Kuid lennud madalale maakera orbiidile ja teistele tähtedele on mõeldamatud ilma seadmeteta, mis võimaldavad ületada gravitatsiooni – rakette. Kui paljud meist teavad: kuidas kanderakett töötab ja funktsioneerib, kus toimub start ja milline on selle kiirus, mis võimaldab ületada planeedi gravitatsiooni ja õhuvabas ruumis. Vaatame neid probleeme lähemalt.

Seade

Kanderaketi tööpõhimõtete mõistmiseks peate mõistma selle struktuuri. Alustame sõlmede kirjeldamist ülalt alla.

SERT

Seadet, mis satelliidi või kaubaruumi orbiidile suunab, eristatakse alati meeskonna transportimiseks mõeldud kandjast oma konfiguratsiooni poolest. Viimasel on kõige ülaosas spetsiaalne päästesüsteem, mille ülesandeks on kanderaketi rikke korral sektsioon astronautide eest evakueerida. See kõige tipus asuv ebastandardne torn on miniatuurne rakett, mis võimaldab erakorralistel asjaoludel inimestega kapslit üles tõmmata ja õnnetuskohast ohutusse kaugusesse viia. See on oluline lennu algetapp, kus on veel võimalik sooritada kapsli langevarjuga laskumine Õhuvabas ruumis muutub SAS-i roll vähem oluliseks. Maalähedases kosmoses päästab astronaudid funktsioon, mis muudab selle võimalik eraldada laskumismasin kanderaketist.

Kaubaruum

SAS-i all on kamber, mis kannab kasulikku koormat: mehitatud sõiduk, satelliit, kaubaruum. Lähtuvalt kanderaketti tüübist ja klassist võib orbiidile lastud lasti mass ulatuda 1,95-22,4 tonnini. Kõik laevaga veetavad kaubad on kaitstud peakattega, mis visatakse ära pärast atmosfäärikihtide läbimist.

Peamootor

Kosmosest kaugel inimesed arvavad, et kui rakett satub õhuta ruumi, saja kilomeetri kõrgusele, kus algab kaaluta olek, siis on tema missioon läbi. Tegelikult võib olenevalt ülesandest kosmosesse saadetud lasti sihtorbiit olla palju kaugemal. Näiteks telekommunikatsioonisatelliidid tuleb orbiidile transportida rohkem kui 35 tuhande kilomeetri kõrgusele. Nõutava eemaldamise saavutamiseks on vaja tõukemootorit või, nagu seda muidu nimetatakse, ülemist etappi. Planeeritud planeetidevahelise või väljumistrajektoori saavutamiseks tuleb lennukiiruse režiimi muuta rohkem kui üks kord, tehes teatud toiminguid, nii et seda mootorit tuleb korduvalt käivitada ja välja lülitada, see on selle erinevus teistest sarnastest raketikomponentidest.

Mitmeastmeline

Kanderaketis hõivab transporditav kasulik koorem vaid väikese osa selle massist, ülejäänu moodustavad mootorid ja kütusepaagid, mis asuvad sõiduki eri etappides. Nende üksuste disainifunktsiooniks on nende eraldamise võimalus pärast kütuse ammendumist. Pärast seda põlevad nad atmosfääris maapinnale jõudmata. Tõsi, nagu nendib uudisteportaal reactor.space, on viimastel aastatel välja töötatud tehnoloogia, mis võimaldab eraldatud etapid vigastusteta tagasi määratud punkti tagasi saata ja uuesti kosmosesse saata. Raketiteaduses kasutatakse mitmeastmeliste laevade loomisel kahte skeemi:

• Esimene on pikisuunaline, võimaldades ümber kere paigutada mitu identset kütusega mootorit, mis samaaegselt sisse lülitatakse ja pärast kasutamist sünkroonselt lähtestatakse.


• Teine on põiki, mis võimaldab järjestada samme kasvavas järjekorras, üks teisest kõrgemale. Sel juhul lülitatakse need sisse alles pärast alumise kulutatud etapi lähtestamist.

Kuid sageli eelistavad disainerid põiki- ja pikisuunalise kujunduse kombinatsiooni. Raketil võib olla palju astmeid, kuid nende arvu suurendamine on mõistlik teatud piirini. Nende kasvuga kaasneb mootorite ja adapterite massi suurenemine, mis töötavad ainult teatud lennuetapis. Seetõttu ei ole tänapäevased kanderaketid varustatud rohkem kui nelja astmega. Põhimõtteliselt koosnevad etapi kütusepaagid reservuaaridest, milles pumbatakse erinevaid komponente: oksüdeerija (vedel hapnik, lämmastik tetroksiid) ja kütus (vedel vesinik, heptüül). Ainult nende koostoimel saab raketti vajaliku kiiruseni kiirendada.

Kui kiiresti lendab rakett kosmoses?

Sõltuvalt ülesannetest, mida kanderakett peab täitma, võib selle kiirus varieeruda, jaotades nelja väärtuse:

• Esimene kosmos. See võimaldab teil tõusta orbiidile, kus sellest saab Maa satelliit. Kui me teisendame kokkuleppelisteks väärtusteks, on see 8 km/s.


• Teine tühik. Kiirus 11,2 km/s. võimaldab laeval ületada gravitatsiooni, et uurida meie päikesesüsteemi planeete.


• Kolmas on kosmiline. Püsib kiirusel 16 650 km/s. saate ületada päikesesüsteemi gravitatsiooni ja lahkuda selle piiridest.


• Neljas ruumi üks. Olles arendanud kiirust 550 km/s. rakett on võimeline lendama galaktikast kaugemale.

Kuid hoolimata sellest, kui suured on kosmoselaevade kiirused, on need planeetidevaheliseks reisimiseks liiga väikesed. Selliste väärtuste juures kulub lähima täheni jõudmiseks 18 000 aastat.

Kuidas nimetatakse seda kohta, kus rakette kosmosesse saadetakse?

Kosmose edukaks vallutamiseks on vaja spetsiaalseid stardiplatvorme, kust saab rakette avakosmosesse saata. Igapäevases kasutuses nimetatakse neid kosmodroomideks. Kuid see lihtne nimi hõlmab tervet hoonete kompleksi, mis hõivavad tohutud territooriumid: stardiplatvorm, ruumid raketi lõplikuks katsetamiseks ja kokkupanekuks, hooned seotud teenuste jaoks. Kõik see asub üksteisest kaugel, et õnnetuse korral ei saaks kahjustada kosmodroomi teised konstruktsioonid.

Järeldus

Mida rohkem kosmosetehnoloogia paraneb, seda keerulisemaks muutub raketi struktuur ja töö. Võib-olla mõne aasta pärast luuakse uusi seadmeid Maa gravitatsiooni ületamiseks. Ja järgmine artikkel on pühendatud arenenuma raketi tööpõhimõtetele.

Millise kiirusega lendab rakett kosmosesse?

1. abstraktne teadus – loob vaatajas illusioone
2. Kui madalal Maa orbiidil, siis 8 km sekundis.
   Kui väljas, siis 11 km sekundis. Nagu see.
3. 33000 km/h
4. Täpselt - kiirusel 7,9 km/s tiirleb ta (rakett) lahkudes ümber maa, kui kiirusega 11 km/s, siis see on juba parabool ehk sööb veidi edasi, on võimalus, et see ei pruugi enam tagasi tulla
5. 3-5km/s, arvestage maakera pöörlemiskiirust ümber päikese
6. Kosmoselaeva kiirusrekordi (240 tuhat km/h) püstitas 15. jaanuaril 1976 startinud Ameerika-Saksa päikesesond Helios-B.

   Suurima kiirusega, millega inimene on reisinud (39 897 km/h), saavutas Apollo 10 põhimoodul 121,9 km kõrgusel Maa pinnast, kui ekspeditsioon naasis 26. mail 1969. Kosmoselaeva pardal olid meeskonna ülem, USA õhujõudude kolonel (praegu brigaadikindral) Thomas Patten Stafford (s. Weatherford, Oklahoma, USA, 17. september 1930), USA mereväe 3. klassi kapten Eugene Andrew Cernan (s. Chicago, Illinois, USA, 14. märts 1934 g.) ja USA mereväe kapten 3. auaste (praegu 1. auaste pensionil) John Watte Young (s. San Francisco, California, USA, 24. september 1930).

   Naistest saavutas suurima kiiruse (28 115 km/h) NSV Liidu õhuväe nooremleitnant (praegu kolonelleitnant insener, NSV Liidu piloot-kosmonaut) Valentina Vladimirovna Tereškova (sündinud 6. märtsil 1937) Nõukogude kosmoselaeval. Vostok 6 16. juunil 1963. aastal.

7. 8 km/sek, et ületada Maa gravitatsioon
8. mustas augus saate kiirendada alavalguse kiiruseni
9. Jama, koolist mõtlematult õpitud.
   8 või täpsemalt 7,9 km/s on esimene kosmiline kiirus – keha horisontaalse liikumise kiirus vahetult Maa pinna kohal, mille juures keha ei kuku, vaid jääb Maa satelliidiks ringorbiidiga just sellel kõrgusel, st Maa pinnast kõrgemal (ja see ei võta arvesse õhutakistust). Seega on PKS abstraktne suurus, mis ühendab kosmilise keha parameetreid: raadiust ja vabalangemise kiirendust keha pinnal ning millel puudub praktiline tähtsus. 1000 km kõrgusel on ringikujulise orbiidi liikumise kiirus erinev.

   Rakett suurendab kiirust järk-järgult. Näiteks kanderakett Sojuz on 1,8 km/s 117,6 s pärast starti 47,0 km kõrgusel ja 3,9 km/s 286,4 s pärast lendu 171,4 km kõrgusel. Umbes 8,8 minuti pärast. pärast starti 198,8 km kõrgusel on kosmoselaeva kiirus 7,8 km/s.
   Ja orbitaalsõiduki suunamine madala Maa orbiidile kanderaketi ülemisest lennupunktist toimub kosmoselaeva enda aktiivse manööverdamisega. Ja selle kiirus sõltub orbiidi parameetritest.

10. See kõik on jama. Tähtsat rolli ei mängi kiirus, vaid raketi tõukejõud. 35 km kõrgusel algab täiskiirendus PKS-i (esimene kosmiline kiirus) kuni 450 km kõrguseni, andes järk-järgult kursi Maa pöörlemissuunale. Nii säilib kõrgus ja tõmbejõud, ületades samal ajal tiheda atmosfääri. Lühidalt - horisontaalset ja vertikaalset kiirust pole vaja samaaegselt kiirendada, oluline kõrvalekalle horisontaalsuunas toimub 70% soovitud kõrgusest.
11. mille peal
    kõrgusel lendab kosmoselaev.

11.06.2010 00:10

Ameerika kosmoseaparaat Dawn püstitas hiljuti uue kiirusrekordi 25,5 tuhat km/h, edestades oma peamist konkurenti sondi Deep Space 1. See saavutus sai teoks tänu seadmele paigaldatud ülivõimsale ioonmootorile. Ekspertide sõnul aga NASA, see pole kaugeltki tema võimaluste piir.

Ameerika kosmoselaeva Dawn kiirus saavutas 5. juunil rekordilise väärtuse – 25,5 tuhat km/h. Teadlaste sõnul jõuab aga lähitulevikus laeva kiirus 100 tuhande km/h-ni.

Nii ületas Dawn tänu oma unikaalsele mootorile oma eelkäijat, 24. oktoobril 1998 kanderaketiga startinud eksperimentaalset automaatset kosmoseaparaati Deep Space 1. Tõsi, Deep Space 1 säilitab endiselt selle jaama tiitli, mille mootorid pidasid kõige kauem vastu. Kuid Dawn võib selles kategoorias oma “konkurendist” ette jõuda juba augustis.

Kolm aastat tagasi teele saadetud kosmoselaeva põhiülesanne on uurida asteroidi 4 Vestat, millele seade läheneb 2011. aastal, ja kääbusplaneeti Ceres. Teadlased loodavad saada kõige täpsemaid andmeid nende Jupiteri ja Marsi orbiitide vahel asuvate objektide kuju, suuruse, massi, mineraalse ja elementaarse koostise kohta. Dawni kosmoseaparaadi läbitav kogukaugus on 4 miljardit 800 miljonit kilomeetrit.

Kuna avakosmoses õhku pole, jätkab laev kiirendusena liikumist sama kiirusega. Maal on see hõõrdumisest tingitud aeglustumise tõttu võimatu. Ioonmootorite kasutamine õhuvabas ruumis võimaldas teadlastel muuta Dawni kosmoseaparaadi kiiruse järkjärgulise suurendamise protsessi võimalikult tõhusaks.

Uuendusliku mootori tööpõhimõte on gaasi ioniseerimine ja selle kiirendamine elektrostaatilise välja toimel. Samal ajal saab tänu suurele laengu ja massi suhtele võimalikuks kiirendada ioone väga suure kiiruseni. Seega on mootoris võimalik saavutada väga kõrge eriimpulss, mis võib oluliselt vähendada ioniseeritud gaasi reaktiivmassi kulu (võrreldes keemilise reaktsiooniga), kuid nõuab suuri energiakoguseid.

Dawni kolm mootorit ei tööta pidevalt, vaid lülitatakse lennu teatud punktides korraks sisse. Tänaseks on nad töötanud kokku 620 päeva ja tarbinud üle 165 kilogrammi ksenooni. Lihtsad arvutused näitavad, et sondi kiirus tõusis iga nelja päevaga umbes 100 km/h. Dawni kaheksa-aastase missiooni lõpuks (kuigi eksperdid ei välista selle pikendamist) on mootorite tööaeg kokku 2000 päeva – peaaegu 5,5 aastat. Sellised näitajad lubavad, et kosmoselaeva kiirus ulatub 38,6 tuhande km/h-ni.

See võib tunduda väikese summana vähemalt esimese kosmilise kiiruse taustal, millega Maa tehissatelliite orbiidile saadetakse, kuid ilma väliste kiirenditeta planeetidevahelise sõiduki jaoks, mis ei soorita planeetide gravitatsiooniväljas erilisi manöövreid, on see tulemus on tõesti tähelepanuväärne.

Gravitatsioonijõu ületamiseks ja kosmoseaparaadi Maa orbiidile saatmiseks peab rakett lendama kiirusega vähemalt 8 kilomeetrit sekundis. See on esimene põgenemiskiirus. Seadmest, millele antakse esimene kosmiline kiirus, saab pärast Maalt õhkutõusmist tehissatelliit ehk liigub ümber planeedi ringorbiidil. Kui aparaadile antakse kiirus, mis on väiksem kui esimene kosmiline kiirus, siis see liigub mööda trajektoori, mis lõikub maakera pinnaga. Teisisõnu, see kukub Maale.

Kuid selline lend nõuab palju kütust. 3a reaktiivlennul paariks minutiks sööb mootor ära kogu oma raudteepaagi ning raketile vajaliku kiirenduse andmiseks on vaja tohutut raudteerongi kütust.

Kosmoses pole tanklaid, seega tuleb kogu kütus kaasa võtta.

Kütusepaagid on väga suured ja rasked. Kui paagid on tühjad, muutuvad need raketi jaoks lisaraskuseks. Teadlased on välja mõelnud viisi, kuidas tarbetust kaalust lahti saada. Rakett on kokku pandud nagu ehituskomplekt ja koosneb mitmest tasemest ehk etapist. Igal etapil on oma mootor ja oma kütusevarustus.

Esimene samm on kõige raskem. Siin asub võimsaim mootor ja kõige rohkem kütust. See peab raketi oma kohalt liigutama ja andma sellele vajaliku kiirenduse. Kui esimese astme kütus on ära kasutatud, eraldub see raketist ja kukub maapinnale, muutes raketi kergemaks ega pea tühjade paakide vedamiseks lisakütust raiskama.

Seejärel lülitatakse sisse teise etapi mootorid, mis on esimesest väiksemad, kuna see peab kosmoselaeva tõstmiseks kulutama vähem energiat. Kui kütusepaagid on tühjad ja see aste "kinnitub" raketi küljest lahti. Siis tulevad mängu kolmas, neljas...

Pärast viimase etapi lõppu on kosmoselaev orbiidil. See võib lennata ümber Maa väga pikka aega ilma tilkagi kütust raiskamata.

Selliste rakettide abil saadetakse lendu astronaudid, satelliidid ja planeetidevahelised automaatjaamad.

Kas sa teadsid...

Esimene põgenemiskiirus sõltub taevakeha massist. Merkuuri puhul, mille mass on Maa massist 20 korda väiksem, on see 3,5 kilomeetrit sekundis ja Jupiteril, kelle mass on Maa massist 318 korda suurem, peaaegu 42 kilomeetrit sekundis!