কক্ষপথে পৌঁছে যাচ্ছে

মহাকাশ মাত্র 100 কিলোমিটার দূরে, যা অনেক মানুষের বাসভ্রমণের চেয়েও বেশী। সেখানে উঠে যাওয়া খুবই সহজ: রকেটগুলো কয়েক মিনিট উড়তে পারে এবং সরাসরি ফিরে পড়ে। থাকছি উপরের অংশটা কঠিন। স্থির থাকার জন্য আপনার দরকার 7.8 কিলোমিটার/সেকেন্ডের পাশের গতি, আর প্রায় সব রকেট জ্বালানি এই কাজে ব্যয় করা হয়।

উপরে উঠতে কয়েক মিনিট সময় লাগবে। পাশের দিকে দ্রুত যাওয়ার জন্য প্রায় সব জ্বালানি খরচ হয়ে যায়।

দেখো

একটি উৎক্ষেপণের চারটি কাজ আছে:

1. সরাসরি কয়েক সেকেন্ডের জন্য, টাওয়ার এবং সবচেয়ে ঘন বাতাসের পরিষ্কার করার জন্য।
2. মাধ্যাকর্ষণ ঘূর্ণন. সামান্য ঝুঁকি, কয়েকটি ডিগ্রি এবং মাধ্যাকর্ষণ বাকি সব কাজ করে: ইঞ্জিনগুলো যাত্রাপথের দিকে টান দেওয়ার সময় পথটি নিজেই বক্র হয়ে যায়। কোন তীব্র মোড় নেই, যা বাতাসের প্রবাহের মধ্যে একটি পাতলা রকেট ভেঙ্গে দিতে পারে।
3. স্টেজিং. সাড়ে দুই মিনিটের মধ্যেই প্রথম স্তম্ভটি খালি হয়ে পড়ে। উপরের মঞ্চ, অনেক হালকা, ধাক্কা দিচ্ছে।
4. প্রায় সমতলভাবে উড়ছে, কক্ষপথে পৌঁছনোর আগেই পাশের দিকে গতি বাড়ছে। ইঞ্জিন বন্ধ হয়ে যায়। মহাকাশযানটি কক্ষপথে আছে, পৃথিবীকে প্রতি 88 মিনিটে একবার ঘুরছে।

পূর্ব দিকে উৎক্ষেপণ করা সাহায্য করে: পৃথিবীর নিজের স্পিন নিরক্ষরেখায় একটি বিনামূল্যে 0.465 কিমি/সেকেন্ড প্রদান করে। এই কারণেই বেশিরভাগ উৎক্ষেপণ কেন্দ্র পূর্ব দিকে সমুদ্রের দিকে মুখ করে।

বুঝতে পেরেছি

উপরের অনুকরণটিতে, 9.3 km/s of “delta-v” (একটি গাড়ির ইঞ্জিনের মোট গতির পরিবর্তন) খরচ করে 7.8 km/s গতি অর্জন করতে 200 কিলোমিটার। পার্থক্য হচ্ছে মাধ্যাকর্ষণ হার: যদিও রকেট এখনো আংশিকভাবে উপরের দিকে তাকিয়ে আছে, তার কিছুটা টান শুধুমাত্র তাকে মাধ্যাকর্ষণ শক্তির বিরুদ্ধে ধরে রাখে, তাড়া করে তোলার পরিবর্তে।

আসল রকেটগুলোও বাতাসের চাপ সহ্য করতে পারে না এবং কিছুটা দক্ষতা হারিয়ে ফেলে। নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথের জন্য সাধারণত বরাদ্দকৃত বাজেট হল 9.3 to 10 km/s, যা মিলবে।

সিমুলেটরের মোমেন্ট	সময়	উচ্চতা	গতি
প্রথম পর্যায়ের ইঞ্জিন বন্ধ হয়ে গেছে	প্রায় 2 মিনিট 24 সেকেন্ড	প্রায় 90 কিলোমিটার	about 3.0 কিমি/সে
দ্বিতীয় পর্যায়ে বন্ধ, কক্ষপথে	প্রায় 7 মিনিট 37 সেকেন্ড	প্রায় 200 কিলোমিটার	7.8 km/s

প্রথম পর্যায়, 3 কিলোমিটার/সেকেন্ডে বন্ধ হয়ে যায়, যা কক্ষপথের জন্য খুবই ধীরগতির এবং পিছনে পড়ে যায় (ফ্যালকন 9 এর বুস্টারগুলো তখন নিজেদেরকে মাটিতে ফিরিয়ে আনে)।

মাস্টার

এই মডেলের উপরের স্তরে একটি সহজ বন্ধ-লুপ গাইডেন্স আইন ব্যবহার করে। প্রতিটি মুহূর্তে এটি একটি পিচ কোণ θ বেছে নেয় যাতে উল্লম্ব ত্বরণ উচ্চতা এবং পৌঁছানোর হার সংশোধন করে:

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

প্রথম দুইটি শব্দ হল মহাকর্ষ হ্রাস করে আনুভূমিক গতির “সেন্ট্রিফ্যুগ্যাল” মুক্তি। যখন v_h বৃত্তাকার গতি √(μ/r) এর কাছে আসে, তখন এই দুইটি বাতিল হয়ে যায় এবং মঞ্চের বিন্দুগুলো সমতল হয়ে যায়। আসল যানবাহনগুলো আরো উন্নত পদ্ধতি ব্যবহার করে (যেমন অ্যাপোলো যুগের পুনরাবৃত্তিমূলক গাইডেন্স মোড, অথবা স্পেস শাটলের শক্তিশালী স্পষ্ট গাইডেন্স) যা প্রজ্বলন পদার্থের পরিমাণ কমায়, কিন্তু মূলনীতি একই।

কক্ষপথে প্রবেশ করানোর সময় নির্দিষ্ট উচ্চতায় উলম্ব গতি শূন্য এবং অনুভূমিক গতি √(μ/r) এর সমান। যদি কোনটা মিস হয়, তাহলে কক্ষপথ হবে বৃত্তাকার, যার নিম্নতম বিন্দু সম্ভবত বায়ুমন্ডলের ভেতরে।