ርኬታ ኢኩዋሽንን delta-v

ኣብ 1903 ሓደ ኣማሓዳሪ ትምህርቲ በቲ ዝሰምዖ ዘይነበረ ኣብ ካሉጋ፣ ኮንስታንቲን ቺልኮቭስኪ፡ እቲ ንኹሉ ሮኬት ዘቕርብ ናይ መጠን ፍልጠት ጽሒፉ ነበረ። እዚ ንሳሕቲ’ዚ እንታይ ስለዝኾነ፡ እቲ Falcon 9 ኣብ ልዕሊ 89% ናይ ኣየር መሓዝን እዩ፣ ከመይ ኢሉ ድማ እቲ Payload ሓደ ጥቂት በመቶ ጥራይ እዩ ካብቲ ክብደት ኣብ ግዜ ምውጻእ፣ ከምኡ እውን ስለምንታይ እዮም ሮኬታት ብግቡእ ንርእሶም ክፍልታት ኣብ መንገዲ ናብ ዝለዓለ ደረጃ ዝውዕሉ ዝብል ይገልጽ።

ኩሉ ሮኬት ሓደ ውድድር እዩ ኣብ መንጎ እቲ ፍጥነት ክትፈልጦ እትደሊን ነቲ ክብደት ክትወስዶ ትኽእልን.

ርአ

ሮኬት ብውሑድ ናብ ኋላ ብምጥቃም ይንቀሳቐስ እዩ። ብኸምዚ ዝኣመሰለ ምትእኽኻብ፡ ንዓኻን ንህዝቢ ኤርትራን ኣብ ሓደጋ የቕርብ። እዚ ድማ ሓደ ጕድለት ኣለዎ፡ እቲ ዘይተቃጠለ ዘይትብሃለሉ መጋረጃ እውን ክኸይድ እዩ፣ ከምኡ’ውን ክዕወት ኣለዎ። እዚ ድማ እቲ ምጽናሕ ሎጋሪትሚካዊ ይገብር።፡ ንተመሳሳሊ መጠን ናይ ፍጥነት ንምዕቃብ፡ ነቲ ዘይትረክብ ማይ ክትጨመር ኣለካ፣ ኣይትጨምርን እዩ።

Delta-v (Δv, “change in velocity”) እዩ እቲ ናጽነት ናይቲ ኣብ ስፓስ ፍለጋ ዝግበር ምትካል። ንየማንቨር ሒዙ ዘሎ ዋጋ ኣብ ኪሎሜትራት/ሰ.:

• ካብ ገጽ ምድሪ ናብ ዝንቡር ዞባ: 9.4 ኪሎሜተር/ሰከንድ፣ ብቐጥታ ዝውዳእ ድማ ይርከብ።
• ዝንቡር ዞባ ናብ ጂኦስታቲስቲካዊ ዞባ: ልዕሊ 3.9 ኪሎሜተር/ሰ.
• ዝንቡር ዞባ ናብ ምድሪ ንምውጻእ ናብ ማርስ: ልዕሊ 3.6 ኪሎሜተር/ሰ.

ናይ ሮኬት ዕዳጋ እንታይ መጠን Δv እዮም ሞተራት፣ ፍራንክሊን እናሃለወ ዝረክብዎ?

ርዱእ

Δv = I_sp · g₀ · ln(m₀ / m_f)

• I_sp: specific impulse, ሓደ መምርሒ ናይ ሞተር ውጽኢት ኣብ ሰከንዶታት (speed of exhaust divided by g₀)
• g₀ = 9.80665 m/s²፣ መደበኛ ግራቪቲ
• m₀: ክብደት ኣብ መጀመርታ ናይ ምብቃዕ; m_f: ክብደት ኣብ መጨረሻ

ምሳሌ፡ ብደረጃ ካልኣይ ናይቲ ዝተመስረተ ሮኬት (Isp 348 s): ምስ ተሞልዐ፣ ኣብ ልዕሊ 112 ቶን ይጭነቕ፡ ካብ 15-ቶን ዝርከብ መጥቃዕቲ ብምእታው፡ ካብ ማይ ዘይምሃብ ድማ፣ ኣብ ልዕሊ 19 ቶን ይጭነቕ። Δv = 348 × 9.81 × ln(112 / 19) ≈ 6.0 km/s እቲ ቀዳማይ ደረጃ ድማ ነቲ ዝቀረበ ይጨመር።

ሓደ ደረጃ ብማስ 10ን ISP 350 ሰከንድ ዝህብ 7.9 ኪሎሜተር/ሰከንድ ጥራይ እዩ፣ እዚ ድማ ንዑቕባ ዘይበቅዕ ኮይኑ፡ እቲ 10% ናይቲ ሙሉእ መጠን ዘለዎ ግንባር ኣዝዩ ቀሊል እዩ። እዚ ድማ እቲ ኣብ ዙርያ ምድሪ ዝጓዓዝ ሮኬት ክልተ ወይ ካብኡ ንላዕሊ ደረጃታት ክጥቀመሉ ዝኽእል ምኽንያት እዩ።

መረጺ

ዑደት ናይ ዑደት ቁጽሪ ይጨምር። ንናይ ክልተ ደረጃ መኪና፣

Δv_total = I₁ g₀ ln(m₁₁/m_f₁) + I₂ g₀ ln(m₁₂/m_f₂)

እቲ ናይ መጀመርታ ደረጃ መብዛሕትኡ ንኹሉ እቲ ቀዳማይ ደረጃ ዝሃቦ ነገር የገድስ እዩ። እቲ ኣብ መንጎ ደረጃታት ዝርከብ ክፍፍል (ብተመሳሳሊ Isp፣ ብቐንዱ ድማ ብተመሳሳሊ Δv ንናይ ሓደ ደረጃ) ምጥቃም ናይቲ ቀደም ዝነበረ ጸገም እዩ፡ እቲ payload fraction ብተደጋጋሚ ይቕጽል ምስቲ ዝተጠለበ Δv፣ እዚ ኸኣ እቲ Δv ናብ ዞባ ብምውሳድ ብብዙሕ መቶታት m/s (ኣብ ምዕራብ ንምዕዋት፣ ኣብ ልዕሊ ኣመሓዳሪ መስመር) ብዙሕ ኣገዳሲ ምዃኑ እዩ።

እቲ ፍልልይ እውን ነቲ ሎጂክ ናይቲ ንድሕሪት ተመሊሱ ዝጥቀም ቀዳማይ ደረጃ ይገልጽ፡ እቶም ቀዳሞት ደረጃታት ብነዳዲ ይኸዱ እዮም፣ እቲ ፍሉይ ክፍሊ ሮኬት ዘይምውጻእ ድማ ካብ ሓደ ጥቂት በመን ክረክብ ይኽእል እዩ።