¿Por qué necesitamos un cohete para salir de la tierra? Veamos ahora los diferentes problemas que juegan su papel en la promoción del uso del cohete como vehículo para escapar de nuestra tierra.
Hay dos enemigos principales que un vehículo tiene que enfrentar para escapar de la Tierra y entrar al espacio exterior. Uno es ” Gravedad” y el otro es “Oxígeno”. Veamos cuán importante es su papel en la elección de un cohete en lugar de aviones de pasajeros normales o aviones a reacción.
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Las imágenes de arriba nos muestran las diferentes órbitas alrededor de la Tierra, en las que el LEO (órbita terrestre baja) tiene la menor altitud desde la superficie terrestre, mientras que GEO (órbita geoestacionaria / síncrona) está a mayor altura de la superficie terrestre. Los diferentes tipos y clases de satélites se colocan en diferentes órbitas alrededor de la Tierra dependiendo del funcionamiento y la extensión del área que el satélite tiene que cubrir en la Tierra.
Oxígeno y su papel:
Oxígeno en un sentido más amplio significa aire, el aire que rodea la tierra. Los aviones de pasajeros normales o, para el caso, consideren un avión de reacción supersónico como McDonnell Douglas F-15 Eagle (velocidad máxima de 3000 kmph o Mach2.4), funciona con motores de ” respiración de aire “, lo que significa que el motor requiere aire para la combustión dentro de las turbinas. .
Otra importancia del aire es que, de acuerdo con el principio de Bernoulli, la presión del aire que fluye debajo de las alas de un avión debe ser mayor que la anterior , lo que eleva el avión en el aire.
Es un hecho conocido que cuanto más alto va, más delgado se vuelve el aire y la mayoría de los aviones comerciales y jets vuelan hasta un máximo de 13 km sobre la superficie de la tierra porque, por encima de eso, no hay suficiente oxígeno para quemar el combustible. Entonces, ” más arriba, eso significa que su motor se traba para trabajar y además, dado que el aire es más delgado, no se proporciona suficiente elevación para que el avión vuele incluso más alto”.
Recuerde que el vuelo espacial All Human y la estación espacial ISS orbitan en LEO que está muy por encima de 160 km (es decir, en ausencia de aire) desde la superficie de la tierra, por lo que no hay duda de que ningún avión llegue a ese punto.
Cómo funciona la gravedad:
Para que el avión alcance el espacio, tiene que viajar verticalmente lo suficientemente alto como para alcanzar el espacio exterior y tiene que superar la atracción gravitacional de la Tierra. La gravedad es directamente proporcional a la masa e inversamente proporcional a la distancia.
Pero los aviones o jets generales despegan horizontalmente y sus motores no son lo suficientemente potentes como para impulsar el vehículo verticalmente y en el proceso desperdician el combustible. Pero nuestro objetivo es empujar el vehículo fuera de la Tierra lo antes posible con un mínimo de combustible. Como se mencionó anteriormente, incluso el jet más rápido (McDonnell Douglas F-15 Eagle) con una velocidad increíble de Mach2.4, no es suficiente para escapar de la velocidad de la Tierra.
La razón es que la velocidad de escape de la Tierra se calcula científicamente como 11.2 kmps o 40,000kmph en la superficie de la Tierra, que es igual a Mach9 (si considera 11.2kms, entonces es igual a Mach33). Entonces, la única forma en que podemos alimentar un vehículo con ese enorme tanque de combustible es usar un vehículo de propósito especial.
- Ahora, como hemos visto los factores que prohíben el uso de aviones normales, veamos cómo encaja un transbordador espacial o un cohete espacial en este trabajo.
El diagrama anterior se puede simplificar en la figura mostrada:
- El Space Rocket gana al primer enemigo que es Gravity, con la ayuda de sus Rocket Boosters, que enciende el combustible y la Boquilla adecuadamente diseñada, impulsa los gases a una velocidad tremenda que proporciona el despegue hacia el vehículo que alcanza las velocidades requeridas para escapar de la Tierra en las etapas iniciales.
- Ahora que ha superado la gravedad, tiene que superar la falta de disponibilidad de aire, es decir, oxígeno, tanto para la combustión de combustible como para la elevación necesaria para viajar más arriba. Esto se resuelve cuando el cohete espacial contiene oxígeno líquido incorporado en el tanque principal, que se mezcla con hidrógeno líquido también incorporado en el cohete. Estos dos líquidos se bombean a alta presión dentro de la cámara de combustión y se encienden. Por lo tanto, supera la no disponibilidad de oxígeno. Los gases quemados fluyen a través de boquillas especialmente diseñadas a grandes velocidades impulsando el vehículo a la órbita requerida.
- Una vez en el espacio exterior, el tanque se cae y ahora viaja libremente en el vacío y, cuando es necesario para alterar su curso, los motores se disparan utilizando propulsores que controlan la dirección del vehículo.
Estas son algunas de las razones por las que necesita un cohete espacial o transbordador espacial especialmente diseñado para viajar al espacio exterior. La única diferencia entre un cohete y un transbordador espacial es que el transbordador se puede volver a usar varias veces donde el cohete no puede serlo.
Gracias por leer y saludos !!!
