Orbitə çatmaq

Kosmos yalnız 100 km məsafədədir, bir çox insanların işdən qayıdandan daha yaxındır. Oraya qalxmaq asandır: səsli raketlər bunu bir neçə dəqiqəlik uçuşla edər və düz geri düşər. Orada qalmaq çətin hissədir. Burada qalmaq üçün 7,8 km/s yanal sürətə ehtiyacınız var və raketin yanacağının çoxu bu məqsədlə sərf olunur.

Bir neçə dəqiqədən sonra qalxır. Bu zaman yanacaq çox az miqdarda sərf olunur.

Bax

Bir başlanğıc dörd hərəkətdən ibarətdir:

1. Düz Bir neçə saniyə, qalanı və ən qalın havanı təmizləmək üçün.
2. Gravity turn. Bir az əyilmiş, bir neçə dərəcə və gravitasiya qalanını edir: yol motorlar onu itələdiyi zaman öz-özünə bükülür. Heç bir kəskin dönmə yoxdur, bu da hava axınında incə raketi qıracaq.
3. Staging. İki yarım dəqiqədən sonra ilk mərhələ boş olur və yıxılır. Daha çox, daha çox, daha çox.
4. Yaxınlıqda düz uçur, orbit sürətinə çatana qədər yanal sürət artırır. Motoru söndürür. Kosmik gəmi orbitdədir, hər 88 dəqiqə və ya daha çox dövr edir.

Şərqə doğru fırlanma kömək edir: Yer kürəsinin öz spini ekvatorda 0.465 km/s azadlıq verir. Bu səbəbdən də bir çox start yerləri şərqə doğru okeana baxır.

Anla

Yuxarıda göstərilən simulyasiyada, avtomobil 200 km-də 7.8 km/s sürətə çatmaq üçün təxminən 9.3 km/s “delta-v” (motorlarının təmin edə biləcəyi sürətin ümumi dəyişməsi) sərf edir. Bu fərq gravity loss: raket hələ də qismən yuxarı doğru yönəlsə də, onun sürətinin bir hissəsi onu sürətləndirmək əvəzinə yalnız gravitasiyaya qarşı saxlayacaq.

Real raketlər də hava sürətinə qarşı mübarizə aparır və idarəetmə üçün bir az effektivlik itirirlər. Yer orbiti üçün aşağı olan ortalama büdcə 9.3-10 km/s, bu da uyğundur.

Simulyasiyada moment	Zaman	Hündürlük	Sür’ət
Birinci mərhələli mühərrikin bağlanması	2 dəqiqə 24 saniyə	90 km	təxminən 3.0 km/s
İkinci mərhələ kəsilmiş, orbitdə	7 dəqiqə 37 saniyə	200 km	7.8 km/s

İlk mərhələ, 3 km/s-də kəsilmiş, orbit üçün çox yavaşdır və geri düşür (Falcon 9 sürətləndiriciləri sonra özlərini yerə qaytarırlar).

Başlanğıc

Bu modelin yuxarı mərhələsi sadə bir qapalı-loop istiqamətləndirmə qanununu istifadə edir. Hər bir anda, üfüqi sürətləndirmə hündürlük və yüksəlmə dərəcəsini düzəltmək üçün θ bucaq seçir:

a_T sin θ = μ/r² − v_h²/r + k₁(r_target − r) − k₂·v_r

İlk iki termin gravitasiya minus üfüqi sürətin “centrik” bərpasıdır. As v_h approaches the circular speed √(μ/r), those two cancel and the stage points flat. Gerçek nəqliyyat vasitələri daha çox təkmilləşdirilmiş sxemlər istifadə edir (məsələn, Apollo-era iterative guidance mode, ya da Space Shuttle üzərində güclü açıq istiqamətləndirmə) ki, bu da mühərriki minimallaşdırır, lakin prinsip eynidir.

Orbitala daxil olmaq, hədəf hündürlüyündə sıfır vertikal sürətlə və üfüqi sürət √(μ/r) ilə eynidir. Hər ikisini də buraxın və orbit bir elips olacaq, ən aşağı nöqtəsi atmosferin içində ola bilər.