היום, כל שיגור רקטה המופיע בחדשות נראה כמו חלק מוכר מהחיים. התעניינות מצד תושבי העיר, ככלל, מתעוררת רק כאשר מדובר בפרויקטים גרנדיוזיים לחקר החלל או שתאונות קשות קורות. אולם, לא כל כך מזמן, בתחילת המחצית השנייה של המאה הקודמת, כל שיגור רקטה גרם לכל המדינה לקפוא לזמן מה, כולם עקבו אחר הצלחות ותאונות. זה היה גם בתחילת עידן החלל בארצות הברית ולאחר מכן בכל המדינות שבהן השיקו תוכניות משלהם של טיסות לכוכבים. ההצלחות והכישלונות של אותן שנים הן שהניחו את הבסיס שעליו צמח מדע הטילים, ואיתו הקוסמודרום, ועוד ועוד מכשירים מתקדמים. במילה אחת, הרקטה עם ההיסטוריה, המאפיינים המבניים והסטטיסטיקות שלה ראויה לתשומת לב.
בסיסי בקצרה
רכב השיגור הוא גרסה של טיל בליסטי רב-שלבי שלוהמטרה היא לשגר מטענים מסוימים לחלל החיצון. בהתאם למשימתו של הרכב המשוגר, הרקטה יכולה להכניס אותו למסלול גיאוצנטרי או להאיץ כדי לצאת מאזור הכבידה של כדור הארץ.
ברוב המכריע של המקרים, שיגור רקטה מתרחש ממיקומה האנכי. לעתים רחוקות מאוד, נעשה שימוש בסוג שיגור אוויר, כאשר המכשיר מועבר לראשונה על ידי מטוס או מכשיר דומה אחר לגובה מסוים, ולאחר מכן משוגר.
רב-שלבי
דרך אחת לסווג רכבי שיגור היא לפי מספר השלבים שהם מכילים. מכשירים שכוללים רק רמה אחת כזו ומסוגלים להעביר מטען לחלל נותרו היום רק חלום של מעצבים ומהנדסים. הדמות הראשית בנמלי החלל של העולם היא מנגנון רב-שלבי. למעשה, מדובר בסדרה של טילים מחוברים המופעלים ברצף במהלך הטיסה ומתנתקים לאחר סיום משימתם.
הצורך בעיצוב כזה טמון בקושי להתגבר על כוח המשיכה. על הרקטה להרים את משקלה מהמשטח, הכולל בעיקר טונות של דלק והנעה, וכן את משקל המטען. באחוזים, האחרון הוא רק 1.5-2% ממסת השיגור של הרקטה. ניתוק שלבים שהושקעו בטיסה מקל על הנותרים והופך את הטיסה ליעילה יותר. לבנייה הזו יש גם חיסרון: היא מציגהדרישות מיוחדות לנמלי חלל. יש צורך באזור נטול אנשים שבו יפלו שלבי הבילוי.
לשימוש חוזר
ברור שעם עיצוב זה, לא ניתן להשתמש בבוסטר יותר מפעם אחת. עם זאת, מדענים עובדים כל הזמן על יצירת פרויקטים כאלה. רקטה לשימוש חוזר מלא לא קיימת היום בגלל הצורך להשתמש בטכנולוגיות גבוהות שעדיין אינן זמינות לאנשים. עם זאת, קיימת תוכנית מיושמת של מכשיר לשימוש חוזר חלקי - זוהי מעבורת החלל האמריקאית.
יש לציין שאחת הסיבות שבגללן מפתחים מנסים ליצור רקטה לשימוש חוזר היא הרצון להוזיל את עלות שיגור כלי הרכב. עם זאת, מעבורת החלל לא הביאה את התוצאות הצפויות במובן הזה.
שיגור רקטה ראשון
אם נחזור להיסטוריה של הנושא, אז להופעתם של כלי השיגור בפועל קדמה יצירת טילים בליסטיים. אחד מהם, ה-"V-2" הגרמני, שימש את האמריקנים לניסיונות הראשונים "להושיט יד" לחלל. עוד לפני תום המלחמה, בתחילת 1944, בוצעו כמה שיגורים אנכיים. הרקטה הגיעה לגובה של 188 ק"מ.
תוצאות משמעותיות יותר הושגו חמש שנים מאוחר יותר. היה שיגור רקטות בארצות הברית, באתר הניסויים של White Sands. הוא כלל שני שלבים: רקטות V-2 ו-VAK-קפרל והצליח להגיע לגובה של 402 ק מ.
בוסטר ראשון
עם זאת, 1957 נחשבת לתחילת עידן החלל. ואז הושק רכב השיגור האמיתי הראשון בכל מובן, הספוטניק הסובייטי. ההשקה בוצעה בקוסמודרום בייקונור. הרקטה התמודדה בהצלחה עם המשימה - היא שיגרה את הלוויין המלאכותי הראשון של כדור הארץ למסלול.
שיגור הרקטה ספוטניק והשינוי שלה ספוטניק-3 בוצע ארבע פעמים בסך הכל, שלוש מהן הצליחו. לאחר מכן, על בסיס התקן זה, נוצרה משפחה שלמה של רכבי שיגור, המובחנים בערכי כוח מוגברים ובכמה מאפיינים אחרים.
שיגור רקטה לחלל, שנעשה ב-1957, היה אירוע ציון דרך במובנים רבים. הוא סימן את תחילתו של שלב חדש בחקר האדם של החלל הסובב, למעשה פתח את עידן החלל, הצביע על האפשרויות והמגבלות של הטכנולוגיה של אז, וגם העניק לברית המועצות יתרון בולט על פני אמריקה במירוץ לחלל.
במה מודרנית
היום, רכבי שיגור Proton-M מתוצרת רוסית, ה-Delta-IV Heavy האמריקאית וה-Ariane-5 האירופית נחשבים לחזקים ביותר. שיגורה של רקטה מסוג זה מאפשר לשגר מטען במשקל של עד 25 טון למסלול נמוך בגובה 200 ק מ. מכשירים כאלה מסוגלים לשאת כ-6-10 טון למסלול הגיאוסטציוני ו-3-6 טון למסלול הגיאוסטציוני.
כדאי לעצור ברכבי השיגור של פרוטון. הוא מילא תפקיד משמעותי בחקר החלל הסובייטי והרוסי. זה שימש עבורהטמעת תוכניות מאוישות שונות, לרבות לשליחת מודולים לתחנת המסלול מיר. בעזרתו, זריה וזבזדה, הבלוקים החשובים ביותר של ה-ISS, הועברו לחלל. למרות העובדה שלא כל השיגורים האחרונים של רקטות מסוג זה הצליחו, פרוטון נותר כלי השיגור הפופולרי ביותר: כ-10-12 מהשיגורים שלו מתבצעים מדי שנה.
עמיתים זרים
"Ariane-5" הוא אנלוגי של "פרוטון". לרכב השיגור הזה יש מספר הבדלים מזה הרוסי, במיוחד ההשקה שלו יקרה הרבה יותר, אבל יש לו גם כושר נשיאה גדול. Ariane-5 מסוגל לשגר שני לוויינים למסלול גיאוגרפי-בינוני בבת אחת. שיגור טיל חלל מסוג זה היה זה שהפך לתחילת המשימה של הגשושית המפורסמת של רוזטה, שהפכה לאחר עשר שנות טיסה ללווין של השביט צ'וריומוב-גרסימנקו.
"Delta-IV" החלה את ה"קריירה" שלה ב-2002. אחד מהשינויים שלו, Delta IV Heavy, לפי 2012, היה בעל המטען הגדול ביותר מבין רכבי השיגור בעולם.
מרכיבים להצלחה
שיגור רקטות מוצלח מבוסס לא רק על המאפיינים הטכניים האידיאליים של המנגנון. הרבה תלוי בבחירת נקודת ההתחלה. מיקומו של נמל החלל ממלא תפקיד משמעותי בהצלחת משימתו של רכב השיגור.
עלויות האנרגיה עבור שיגור לוויין למסלול מופחתות אם זווית הנטייה שלו מתאימה לקו הרוחב הגיאוגרפי של האזור שבו מתבצע השיגור. הדבר החשוב ביותר הוא לקחת בחשבון את הפרמטרים הללו לשיגור כלי רכב המועברים למסלול הגיאוסטציונרי. המקום המושלם להתחיל בושל רקטות כאלה הוא קו המשווה. סטייה למעלה מקו המשווה מתורגמת לצורך בעליית מהירות של 100 מ'/ש' יותר. לפי פרמטר זה, מבין יותר מ-20 נמלי חלל בעולם, המיקום המשתלם ביותר הוא ה-Kourou האירופאי, הממוקם בקו רוחב של 5º, אלקנטרה הברזילאית (2, 2º), וכן Sea Launch, נמל חלל צף. שיכולים לשגר רקטות ישירות מקו המשווה.
הכיוון משנה
נקודה נוספת קשורה לסיבוב כוכב הלכת. רקטות המשוגרות מקו המשווה מגיעות מיד למהירות מרשימה למדי לכיוון מזרח, המחוברת בדיוק לסיבוב כדור הארץ. בהקשר זה, כל נתיבי הטיסה, ככלל, מונחים בכיוון מזרח. לישראל אין מזל בעניין הזה. עליו לשלוח טילים מערבה, תוך מאמצים נוספים כדי להתגבר על סיבוב כדור הארץ, מכיוון שיש מדינות עוינות במזרח המדינה.
שדה ירידה
כפי שכבר הוזכר, שלבי רקטות מושקעים נופלים לכדור הארץ, ולכן יש למקם אזור מתאים ליד הקוסמודרום. אפשרות מצוינת היא האוקיינוס. רוב נמלי החלל ולכן ממוקמים על החוף. דוגמה טובה היא קייפ קנוורל ונמל החלל האמריקאי שנמצא כאן.
מיקומי השקה רוסים
נמלי החלל של ארצנו נוצרו במהלך המלחמה הקרה, ולכן לא ניתן היה למקם אותם בצפון הקווקז או במזרח הרחוק. אתר הניסוי הראשון לשיגור טילים היה בייקונור, שנמצא בקזחסטן.יש פעילות סיסמית נמוכה, מזג אוויר טוב רוב השנה. נפילה אפשרית של רכיבי טילים על מדינות אסיה מותירה חותם מסוים על עבודת אתר הניסוי. בבייקונור, יש צורך לפרוס בקפידה את נתיב הטיסה כך שהשלבים המושקעים לא יגיעו לאזורי מגורים וטילים לא ייפלו למרחב האווירי הסיני.
לקוסמודרום Svobodny, הממוקם במזרח הרחוק, יש את המיקום המוצלח ביותר של שדות שלכת: הם נופלים על האוקיינוס. נמל חלל נוסף בו ניתן לראות לעתים קרובות שיגור רקטה הוא פלסטסק. הוא ממוקם צפונית לכל האתרים הדומים האחרים בעולם ומהווה מקום אידיאלי לשלוח כלי רכב למסלולי קוטב.
סטטיסטיקות השקת רקטות
באופן כללי, מאז תחילת המאה, הפעילות בנמלי החלל בעולם ירדה בצורה ניכרת. אם נשווה את שתי המדינות המובילות בענף זה, ארצות הברית ורוסיה, אז הראשונה מייצרת פחות השקות בשנה באופן משמעותי מהשנייה. בתקופה שבין 2004 ועד 2010 כולל, שוגרו 102 רקטות מנמלי החלל של אמריקה, שסיימו בהצלחה את משימתם. בנוסף, היו חמישה שיגורים לא מוצלחים. בארצנו, 166 התחלות הושלמו בהצלחה, ושמונה הסתיימו בתאונה.
בין ההשקות הלא מוצלחות של מכשירים ברוסיה, בולטות תאונות ה-Proton-M. בין 2010 ל-2014, כתוצאה מכשלים כאלה, אבדו לא רק רכבי שיגור, אלא גם כמה לוויינים רוסיים, כמו גם מכשיר זר אחד. מצב דומה עם אחד מכלי השיגור החזקים ביותר לא נעלם מעיניו: פקידים פוטרו,מעורבים בהתרחשות הכשלים הללו, החלו להתפתח פרויקטים למודרניזציה של תעשיית החלל של ארצנו.
היום, כמו לפני 40-50 שנה, אנשים עדיין מתעניינים בחקר החלל. השלב הנוכחי נבדל על ידי אפשרות של שיתוף פעולה בינלאומי מלא, אשר מיושם בהצלחה בפרויקט ISS. עם זאת, נקודות רבות דורשות עידון, מודרניזציה או עדכון. אני רוצה להאמין שעם הכנסת ידע וטכנולוגיות חדשות, סטטיסטיקות ההשקה יהפכו למשמחות יותר ויותר.
