Den rumflyvning er bevægelsen af et rumfartøj ind i og gennem rummet . Rumflyvning bruges til udforskning af rummet og i relaterede forretningsaktiviteter såsom rumturisme og telekommunikationssatellitter . Andre ikke-kommercielle anvendelser identificeres også, såsom rumteleskoper og spionatellitter eller dem til observation af planeten.
En rumflyvning begynder med en affyring, der giver den indledende kraft til at omgå tyngdekraften og rive rumfartøjet fra jordens overflade. Når du er i rummet, bevægelsen af skibet, uanset om fremdrives eller ej, afgøres af lovgivningen i rummet mekanik . Nogle rumfartøjer forbliver i rummet på ubestemt tid, nogle går i opløsning under atmosfærisk genindtræden, og andre når overfladen for landing eller stød.
Det første teoretiske forslag til raketrumfart blev offentliggjort af den skotske astronom og matematiker William Leitch i et essay fra 1861 med titlen "En rejse gennem rummet". Men det mest kendte arbejde om dette emne forbliver Konstantin Tsiolkovskys arbejde, "Исследование мировых пространств реактивными реактивными приборами". (Udforskningen af det kosmiske rum ved hjælp af reaktionsenheder), udgivet i 1903.
I 1919 blev rumflyvning teoretisk mulig, fordi den amerikanske ingeniør Robert H. Goddard offentliggjorde En metode til at nå ekstreme højder , hvor han forklarede brugen af de Laval- dyser i sammenhæng med raketter med flydende drivmidler for at producere den nødvendige kraft til interplanetariske rejser. Dette arbejde påvirkede i høj grad de tyske ingeniører Hermann Oberth og Wernher von Braun , fremtidige nøgleaktører inden for moderne astronautik.
det 3. oktober 1942, sidstnævnte tager den første raket ud for at nå rummet: det er en A4- raket , bedre kendt under betegnelsen V2. Denne begivenhed markerer lanceringen af den første industrielle produktion af raketter, hvor V2 er den fælles forfader til nuværende ICBM'er og moderne rumskydere. Fremskridtet repræsenteret af V2's teknologiske succes banede vejen for erobring af rummet .
Femten år senere blev den 4. oktober 1957, en sovjetisk R-7 Semiorka- raket placerer den første menneskeskabte satellit, Sputnik 1 , i kredsløb omkring Jorden, og den første bemandede rumflyvning udføres af den sovjetiske kosmonaut Yuri Gagarin ,12. april 1961ombord på Vostok 1 .
På nuværende tidspunkt er raketten det eneste middel, der bruges til at overvinde jordbundens tyngdekraft .
Den private rumflyvning , det vil sige ikke finansieret af stater, men af virksomheder, begyndte at dukke op med at sende satellitter . Kort efter de første succeser med rumflyvning opstod håb om rejse eller liv i rummet til turistformål. Disse håb forbliver på vent på grund af manglende teknologi og finansiering, men SpaceShipTwo- projektet sigter mod at muliggøre private flyvninger efter 2010.
Vi kan skelne mellem forskellige typer rumflyvninger i henhold til de beskrevne baner :
Mange rummissioner består af forskellige faser, der falder ind under disse kategorier. For eksempel har nogle Mars-missioner til formål at placere et objekt i kredsløb omkring Mars og er derfor sammensat af en interplanetarisk fase og derefter en orbitalfase.
I nogle tilfælde går vi til andre steder, såsom Lagrange-punkter , men teknikkerne forbliver de samme.
Den generelt accepterede definition af grænsen mellem Jordens atmosfære og rum kaldes Kármán-linjen , opkaldt efter den ungarsk-amerikanske fysiker Theodore von Kármán , der beregner den højde, hvor atmosfæren bliver for tynd til luftfartsapplikationer. Denne linje er placeret i 100 km højde, men der er amerikanske referencer, der fastlægger Kármán-linjen i 50 miles højde eller 80 km af mnemoniske årsager.
Suborbital flyvningUnder en suborbital rumflyvning når rumfartøjet plads, men går ikke i kredsløb. Som et resultat bringer dens bane det tilbage til jordens overflade. Suborbitale flyvninger kan vare flere timer, og Pioneer 1 , den første sonde, der sendes af NASA for at nå månen, er et eksempel. En delvis beskadigelse fik sonden til at tage en suborbital bane i en højde af 113.854 km, inden den kom tilbage i atmosfæren 43 timer efter lanceringen.
det 17. maj 2004Den civile udforskning af rummet Team (i) lancerede GoFast raket for første flyvning suborbitale rum entusiast. det21. juni 2004, SpaceShipOne blev brugt til den første privatfinansierede bemandede rumflyvning .
Orbital flyvningEt orbitalflyvningsminimum kræver en meget højere hastighed end minimal suborbitalflyvning, og det er derfor teknologisk vanskeligere. For at opnå orbitalflyvning er den tangentielle hastighed omkring Jorden lige så vigtig som den nåede højde. For at opnå en stabil og bæredygtig flyvning skal rumfartøjets hastighed muliggøre en lukket bane.
Direkte opstigningFor interplanetarisk rejse er det ikke absolut nødvendigt at nå en lukket bane, forudsat at skibet når flugthastighed . Denne hastighed er 11 km / s på Jorden. Sådan nåede de allerførste sovjetiske rumfartøjer meget høje højder uden at blive sat i kredsløb. NASA studerede også direkte opstigning i starten af Apollo-programmet , især med Nova- raketten , men opgav ideen på grund af massehensyn. Flere ubemandede rumsonder blev sendt ved hjælp af direkte opstigning, hvilket betyder at de ikke kredsede om Jorden før de passerede gennem rummet.
I øjeblikket inkluderer planer for fremtidig menneskelig rumfart ofte samling af rumfartøjet, der kredser om Jorden, hvilket effektivt ekskluderer denne type lancering.
En affyringsrampe er en fast infrastruktur designet til at tillade start af luftfartøjer. Dette består generelt af et affyringstårn, der giver adgang til de forskellige faser af løfteraket, såvel som en brønd beregnet til delvis at rumme sprængningsflammen. Det hele er omgivet af udstyr til at oprette løfteraketterne, for at vedligeholde dem og for at tanke dem. En rumhavn kan omfatte flere startpads.
Disse to typer infrastruktur er generelt placeret væk fra hjem af hensyn til sikkerhed og støjforurening.
En lancering kan kun udføres inden for et meget præcist tidsvindue, defineret af positionen af himmellegemer og deres bane i forhold til lanceringsstedet. Hovedindflydelsen er på selve jorden.
Køretøjer i kredsløb har meget kinetisk energi, som de skal sprede for at kunne lande uden at sublimere sig i atmosfæren. Denne spredning kræver specielle metoder til beskyttelse mod aerodynamisk opvarmning.
Teorien, som den videnskabelige tilgang til atmosfærisk genindførsel bygger på, skyldes Harry Julian Allen . Baseret på denne teori udviser rumfartøjer, når de kommer tilbage til atmosfæren, en afrundet form, der sikrer, at mindre end 1% af den kinetiske energi omdannet til varme når rumfartøjet.
Landing og grøftKapslerne til Mercury, Gemini og Apollo-projekterne er alle landet. De var designet til at lande ved lave hastigheder. Russiske Soyuz kapsler er designet til at lande på tørt land og bruge retro-raketter til bremsning.
Rumfærger svæver og berører deres landingsbane tangentielt og i høj hastighed.
GenopretningEfter en vellykket landing kan rumfartøjet, dets ombordværende og dets last blive inddrevet. Det sker undertiden, at denne opsving sker under flyvning, så inden landing, mens rumfartøjet falder ned med faldskærm. Et specielt udstyret fly fanger det derefter under flyvning. Denne metode bruges især til at gendanne film fra Corona-spionatellitter.
I øjeblikket bruger alle rumskibe undtagen Space Shuttle American og Falcon 1 fra SpaceX en flertrinsraket til at nå rummet.
Det første genanvendelige rumfartøj, X-15 , blev lanceret fra luften på en suborbital bane den19. juli 1963. Den første delvist genanvendelige og i stand til at blive sat i kredsløb, rumfærgen, blev lanceret af USA til tyveårsdagen for Yuri Gagarins flyvning,12. april 1981. Der blev bygget seks sådanne pendulkørsler, som alle fløj i Jordens atmosfære, og fem af dem fløj ud i rummet. Shuttle prototype, den Enterprise blev kun anvendes i forbindelse med de tilgang manøvre tests og landing lanceret fra bagsiden af en Boeing 747 og landing svævende på flybase af Edwards . Den første shuttle til at nå rummet var Columbia , efterfulgt af Challenger , Discovery , Atlantis og Endeavour . Sidstnævnte blev bygget til at erstatte Challenger, som eksploderede iJanuar 1986. I mellemtiden opløste Columbia ved genindtræden i atmosfæren iFebruar 2003.
Det første automatiske delvist genanvendelige rumfartøj var den sovjetiske Buran- shuttle , der blev lanceret den15. november 1988og kun har udført en flyvning. Dette rumfly var designet til at bære et menneskeligt besætning og lignede stærkt dets amerikanske modstykke, skønt den sovjetiske shuttle ikke havde sin egen hovedpropeller. Manglen på midler, forværret af Sovjetunionens opløsning, sluttede for tidligt programmet.
I overensstemmelse med Vision for Space Exploration blev rumfærgen trukket tilbage fra tjenesten i 2011 hovedsageligt på grund af sin avancerede alder og de høje omkostninger ved programmet, der nåede over 1 mia. $ Pr. Transportens rolle i transporten af mennesker skal erstattes af det delvist genanvendelige besøgsudstyr (CEV) senest i 2021. Transportens rolle i transporten af tunge varer skal erstattes af raketter, der ikke kan genbruges, såsom Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) eller en skyder-afledt launcher.
Scaled Composites SpaceShipOne var et genanvendeligt suborbitalt rumfly, der førte piloterne Mike Melvill og Brian Binnie på fortløbende flyvninger i 2004 for at vinde Ansari X Award. SpaceShip Company vil bygge sin efterfølger SpaceShipTwo. En flåde af SpaceShipTwos, der drives af Virgin Galactic, planlagde at starte genanvendelige private rumflyvninger med betalende passagerer (rumturister) i 2008, men dette blev forsinket på grund af en ulykke i fremdriften.
Et af de vigtigste aspekter ved rumflyvning ligger i fremdrivningsmidlerne .
De anvendte rumfremdrivningsteknologier er mange, men den mest almindelige forbliver kemisk fremdrift , mens elektrisk fremdrift begynder at sprede sig.
Menneskelig rumfart har ført til nye opfindelser. For eksempel hjalp de med at udvikle computere og programmeringssprog. De teknologier, der er udviklet til astronauter, har gjort det muligt at skabe processer og objekter, der er meget anvendt i dag, såsom medicinske billeder eller endda overlevelsestæpper .
Satellitter er et problem, da de tillader observation af Jorden. De er også involveret i telefonkommunikation, vejrudsigter og GPS .
Derfor er de vigtige for militæret, da meget militært udstyr afhænger af GPS. De giver også en masse information til de væbnede styrker (identifikation, placering, fotos) og tillader retransmission af signaler.
Det er også et økonomisk spørgsmål. For eksempel forårsagede et satellitnedbrud i 2017 i Indonesien et udfald på 1.500 pengeautomater i flere uger.