እዚ ትምህርቲ'ዚ ብLocal Solar System ኣባል ናይቲ ፋውንዴሽን ቡድን ተጻሒፉ እዩ፣ ከምኡ'ውን ብተጠቓለለ ተመራመርቲ ክሻሻል ይኽእል እዩ። ኣብ'ዚ ርክብ እዚ ትጥቀመሉዶ?
ናጻ ቦታ ብቐንዱ ኣብ ልዕሊ 100 ኪሎሜተር እዩ ዝርከብ፣ ካብቲ ናይ ብዙሓት ሰባት መገዲ ምብጻሕ ይበልጽ። ኣብኡ ኣውጺእካ ምኻድ ቀሊል እዩ: ሮኬትታት ብጥቕሚ ጥቂት ደቂቃታት ይኸዱ፡ ድሕሪኡ ድማ ናብቲ ቦታኦም ይቕጽሉ። ኣብኡ ምኻድ እቲ ሓደጋዊ ክፍሊ እዩ። ንኸይድ 7.8 ኪሎሜትር/ሰከንድ ናይ ጎንጽነት ፍጥነት ትደልይ፣ ከምኡውን ብቐንዱ እቲ ኣብ ሮኬት ዝርከብ ዘይትኸውን ነዳዲ እዚኣቶም እዩ ዚውሃብ።
ምጽዋት ዝወስድ ደቂቃታት እዩ። ኣብ ጎንኻ ብግቡእ ክኸይድ፡ ልክዕ ከም ኩሉ ዘይትወስድ እዩ።
ርአ
ሓደ መጻኢ ርክብ ኣርባዕተ ተግባራት ኣለዎ:
- ብቀጥታ ናብላይ ንጥቂት ሰከንዶም፣ ነቲ ቱወርን እቲ ዝዓበየ ኣየር ንምፍታሕ።
- The gravity turn. ሓደ ንእሽቶ ትልሚ፣ ክልተ ዲግሪ፡ ከምኡ’ውን ግራቪታሽን እቲ ካልእ ይገብር። እቲ መንገዲ ብውሑዱ ክምለስ ከሎ፡ ናይ መኪናታት ተጽዕኖ ድማ ኣብኡ ይሕብር እዩ። ናጽነት ናይ ምውሳድ መሰል የለን፣ እዚ ድማ ኣብ ዝንቡር ኣየር ዝርከብ ሮኬት ይኸፍተሉ እዩ።
- Staging. ድሕሪ ክልተ ደቂቃታት ሰለስተ ሰሙናት እቲ ቀዳማይ ደረጃ ብሃገሩ ይውጽእ። እቲ ናይ ደገ ደረጃ፡ ብዙሕ ዝለዓለ፣ ይኸይድ ኣሎ።
- ብእተኻእለ መጠን ይፍለጥ፣ ኣብ ጎንኡ ዝርከብ ፍጥነት እስከ ይወሃቦ። እቲ መኪና ይዕቆብ። እቲ ናተይ ኣብ ኣውሮፕላን እዩ፣ ምድሪ ድማ ኣብ ልዕሊኡ ይዞር፣ ኣብ ሓደ እዋን 88 ደቂቃታት ወይ ከምዚ ዝኣመሰለ እዩ።
ናብ ምብራቕ ምስ ኣትወና ይሕግዘና: እቲ ምድሪ ዝገብርዎ ስኒት ኣብ ቐንዱ ነጻ 0.465 ኪሎሜተር/ሰከንድ ይሰርሕ። እዚ ድማ ምኽንያት እቲ ኣብ ምብራቕ ዝርከብ ናይ ላዕለዋይ ቦታታት ምስ ባሕሪ ዝያዳ ዝቃለስ ምዃኑ እዩ።
ርዱእ
ኣብ’ቲ ዝተጠቕሰ ምሳሌ፡ እቲ መኪና ብ9.3 ኪሎሜተር/ስኬል “delta-v” (ኣብ’ቲ ናይ ፍጥነት ለውጢ እቲ ሞተራትኡ ዝህቡዎ) ይኸይድ፡ ንምርካብ ፍጥነት 7.8 ኪሎሜተር/ስኬል ኣብ 200 ኪሎሜተር። እቲ ፍልልይ ድማ gravity loss እዩ: ኣብ እዋን’ቲ እቲ ሮኬት ክሳብ ሕጂ ብግቡእ ናብ ልዕሊኡ ይመላለስ፣ ሓደ ክፍሊ ናይቲ ምጥቃምኡ ንድሕሪት ክኸይድ ዘይኮነስ ንምፍታሕ ጥራይ እዩ ዝሰርሕ።
ሮኬትታት እውን ብውሽጢ ኣየር ይቃለሱ፡ ከምኡ’ውን ንጥፈታት ናይ ምቕራብ ክሓልፉ ይኽእል እዩ። እቲ ዝለዓለ ናይ ዞባ ምድሪ ዑደት 9.3 ክሳብ 10 ኪሎሜተር/ሰ, which matches.
| ኣብ መተካእታ | ሰዓት | ርሑቕ | ፍጥነት |
|---|---|---|---|
| መጀመርታ-ደረጃ | 2 ደቂቃ 24 ሰሙን | 90 ኪሎሜተር | 3.0 ኪሎሜተር/ሰ |
| Second-stage cut-off, in orbit | about 7 min 37 s | 200 ኪሎሜተር | 7.8 ኪሎሜተር/ሰ |
እቲ ቀዳማይ ደረጃ፣ ኣብ 3 ኪሎሜተር/ሰ. ዝውሕድ፣ ንዑቕባኡ ንምዕራብ ኣዝዩ ፈቲኑ እዩ፣ ድሕሪኡ ድማ ናብ ምድሪ ይኸይድ (ኣብዚ እዋን’ዚ፡ ናይ Falcon 9 ተዓጻጸፍቲ ብነጻ ክምለሱ ይኽእሉ እዮም)።
መረጺ
እቲ ናይ በላሕቲ ደረጃ ኣብዚ ሞዴል እዚ ሓደ ቀላል ሕጊ መምርሒ ዝቕጽል ዘበለ ይጥቀመሉ እዩ። ኣብ ኩሉ ግዜ ሓደ ርሒቕ ኣግላይ θ ይመርጽ፡ ከምኡ’ውን እቲ ተራእዩ ዝጸንሐ መኸተ ናይቲ ፍጥነት ዝረክብ እዩ:
a_T sin θ = μ/r² − v_h²/r + k₁(r_target − r) − k₂·v_r
እቲ መጀመርታ ክልተ ቃላት እዩ ግሪቪቲ ዝሃብዎ ናይ “centrifugal” መፍትሒ ናይቲ ሓጺር ፍጥነት. v_h ናብቲ ዑደት ዝቐርብ ምስ ኾይኑ √(μ/r), እቶም ክልተ ይቕጽሉ፣ እቲ ደረጃ ድማ ይፍለጥ። ናይ ሓቂ መኪናታት ንብዙሓት ዝተሻሻለ ስኬማታት ይጥቀሙ (ብምሳሌ፡ እቲ ኣብ ግዜ ኣፖሎ ዝግበር ተርታቲቭ ጋውዲንግ ሞድ፣ ወይ ድማ ብተደጋጋሚ ዝርከብ ጋውዲንግ ኣብ ስፓስ ሾት)፡ እዚ ኸኣ ነቲ ተንቀሳቃሲ ዝቕንዕ እዩ፣ ግናኸ መሰረቱ ሓደ እዩ።
Inserting into orbit is ending with zero vertical speed exactly at the target height, and horizontal speed equal to √(μ/r). ሓደ ካብኡ እንተዘይተቐቢሉ፡ እቲ ዑደት ናይ ኤልሊፕስ እዩ፣ ብሰንኪ ዝንቡር ቦታኡ ኣብ ውሽጢ ኣትሞራፍስ ክኸውን ይኽእል እዩ።
ፈትሹ
Scroll the 3D launch slowly and watch the readouts. At what time does the speed pass 3 km/s, and what happens to the rocket at about that moment? Then find the moment the altitude stops rising while the speed keeps climbing.
ናጽነት ማለት ኣብ ልዕሊ ህዝቢ ኤርትራ ምውሳድ እዩ።
ፈጣን ሕቶታት
3 ሕቶታት ፈጣን. መልሲ ምውሳድ እንተ ትሓስብ ክትርኢ።
-
ስለምንታይ እዩ ሮኬት ድሕሪ ምውጻእ ብቐጥታ ዝዝረብ ዘይኮነስ፡ ኣብ ልዕሊኡ ዝጸንሕ?
- A ንጥረታት ንምፍታሕ
- B ምኽንያቱ ሓደ ዞባ ናይ ምቕያር ፍጥነት የድልዮ፡ እቲ ዝለዓለ ደረጃ ጥራይ ኣይበቅዕን
- C ምኽንያቱ ኣብ ዝለዓለ ቦታ መሳርሒታት ኣዝዮም ደፍኡ
- D ንጽዋዕ ናይ ቀዳማይ ደረጃ
መልሲ ኣሳየ
B. ምኽንያቱ ሓደ ዞባ ናይ ምቕያር ፍጥነት የድልዮ፡ እቲ ዝለዓለ ደረጃ ጥራይ ኣይበቅዕን
-
ብዛዕባ እቲ ኣብ 200 ኪሎ ሜትር ዝርከብ ኣውሮፕላን ብኸመይ ዝበለ ፍጥነት ክምለስ ኣለዎ?
- A 1.1 ኪሎሜተር/ሰ
- B 3 ኪሎሜተር/ሰ
- C 7.8 ኪሎሜተር/ሰ
- D 30 ኪሎሜተር/ሰ
መልሲ ኣሳየ
C. 7.8 ኪሎሜተር/ሰ
-
ሮኬትታት ስለምንታይ እዮም ደረጃታት ዝጥቀሙ?
- A ስለዚ ኣብ ሓደ ደረጃ ሓደ ተሳታፊ ክርከብ ይኽእል
- B ንዕኡ ዝዓበዩ ታንኪታት ብሃላፍነት ክወስዱን መኪናታትን ክሰርሑን ከለዉ
- C ካብ ሓደ መሳርሒ ኣይክእልን እዩ
- D ንሮኬት ክሓልፍ
መልሲ ኣሳየ
B. ንዕኡ ዝዓበዩ ታንኪታት ብሃላፍነት ክወስዱን መኪናታትን ክሰርሑን ከለዉ ሓደ ጻዕሪ ናይቲ ቀዳማይ ደረጃ ዝኽተል ኣብ ልዕሊ 25 ቶን እዩ፣ እቲ ዝውሃቦ ድማ ማለት፡ ንየናይ ኪሎግራም ዘይትረክብ ነዳዲ ዝስዕብ መኪና ይኸፍለሉ እዩ።
ቃላት ኣብ’ዚ ትምህርቲ’ዚ
ምንጭታት
- SpaceX, Falcon 9 vehicle page (masses, thrust)
- SpaceX, Falcon User's Guide (2021)
- NASA Glenn Research Center, Beginner's Guide to Rockets
- H. D. Curtis, Orbital Mechanics for Engineering Students, 4th ed., ch. 13 (rocket vehicle dynamics)
- Wikipedia, Delta-v budget (typical losses to low Earth orbit)
እዚ ትምህርቲ'ዚ ብሊስንስ CC BY-SA 4.0 እዩ ዝርከብ።