Pasiekia orbitą

Erdvė yra tik apie 100 km atstumu, arčiau nei daugelio žmonių kelionė į darbą. Pasiekti aukštyn yra lengva: zonduotos raketos tai daro per kelias minutes skrydžio ir krinta tiesiai atgal.Likti ten aukštyn yra sunki dalis. Kad išliktum, reikia apie 7.8 km/s šoninio greičio ir beveik visas raketos kuras tam yra panaudojamas.

Kelias į viršų užtrunka kelias minutes. Į šoną pakankamai greitai užima beveik visą kurą.

Žiūrėk.

Paleidimas turi keturis veiksmus:

1. Tiesiai į viršų kelias sekundes, kad išvalytumėte bokštą ir storiausias orą.
2. Gravitacinis posūkis. Mažas pakreipimas, pora laipsnių ir gravitacija padarys viską: kelias pats išlenks, o varikliai stums jį. Nėra aštrių posūkių, kurie oro sraute sulaužytų ploną raketą.
3. Staging. Po maždaug dviejų su puse minučių pirmasis etapas yra tuščias ir nukrenta. Viršutinis etapas, daug lengvesnis, toliau stumia.
4. Skrydis beveik plokščias, kuriant šoninį greitį, kol pasiekiamas orbitinis greitis. Variklis išsijungia. Kosmoso aparatas yra orbitoje, apskrieja Žemę kas 88 minutes ar panašiai.

Žemės sukimosi greitis yra 0,465 km/s ties pusiauju. Todėl dauguma paleidimo aikštelių yra nukreiptos į vandenyną iš rytų.

Supratau.

Aukščiau pateiktame modeliavime transporto priemonė sunaudoja apie 9.3 km/s “delta-v” (bendras greičio pokytis, kurį gali užtikrinti jos varikliai), kad pasiektų 7.8 km/s greitį 200 km. Skirtumas yra gravitacijos praradimas: nors raketa vis dar iš dalies nukreipta į viršų, dalis jos traukos tik palaiko ją prieš gravitaciją, o ne pagreitina.

Tikros raketos taip pat kovoja su oro pasipriešinimu ir praranda tam tikrą efektyvumą valdymui. Įprastas biudžetas, nurodytas žemai Žemės orbitai yra 9,3 iki 10 km/s, kuris atitinka.

Momentas modeliavimo metu	Laikas	Aukštis	Greitis
Pirmosios pakopos variklio išjungimas	apie 2 min. 24 s	apie 90 km	apie 3,0 km/s
Antrosios pakopos nutraukimas orbitoje	apie 7 min 37 s	apie 200 km	7,8 km/h

Pirmoji pakopa, nutrūkusi 3 km/s greičiu, yra pernelyg lėta orbitai ir nukrenta atgal („Falcon 9“ stiprintuvai tada patys grįžta į žemę).

Pagrindinis

Šio modelio viršutinė pakopa naudoja paprastą uždarojo ciklo nukreipimo dėsnį. Kiekvienu momentu jis pasirenka tokią skrydžio kryptį θ, kad vertikalusis pagreitis pataisytų aukštį ir kilimo greitį:

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

Pirmieji du terminai yra gravitacija atėmus “centrifuginį” horizontalaus greičio atleidimą. Kai v_h artėja prie apskritimo greičio √(μ/r), šie du atšaukiami ir etapas yra plokščias. Tikrosios transporto priemonės naudoja labiau ištobulintas schemas (pvz., „Apollo“ kartotinio valdymo režimą arba „Space Shuttle“ varomąjį aiškų valdymą), kurios sumažina raketos degalų sąnaudas, tačiau principas yra toks pat.

Į orbitą įėjimas baigiasi vertikaliu nuliniu greičiu tiksliai tiksliniame aukštyje, o horizontalusis greitis lygus √(μ/r). Jei nepasiekiamas nei vienas iš šių kriterijų, orbita yra elipsė su žemiausiu tašku atmosferoje.