Някои от нашите приятели, които са членове на астрономическия клуб Back Bay във Вирджиния Бийч, Вирджиния, често чуват въпроса „Защо самолетът не може просто да лети през космоса?

самолет

Е, през повечето време въздухът може да не изглежда като съвсем реално вещество, като вода, дърво или метал. Но когато вятърът духа толкова силно, че може да ви събори, въздухът изглежда безспорно реален. Ако се замислим, можем да започнем да разбираме колко е необходима тази концепция за експлоатацията на самолетите.

Самолетите могат да летят, защото въздухът, който се движи под крилата им, е достатъчно силен, за да ги задържи на повърхността. Ако можете да отрежете парче от крилото на самолета, можете да видите, че то е кръгло отпред, извито отгоре, насочено отзад и плоско отдолу. Докато двигателите на самолета изтласкват крилото напред, въздухът се движи над и под крилото. Тъй като горната част на крилото е извита, а дъното е плоско, въздухът, който преминава над върха, трябва да пътува малко повече от въздуха, който минава отдолу. Следователно молекулите на въздуха в горната част са разделени на малко по-голямо разстояние, което прави въздуха отгоре малко по-тънък, а налягането в горната част на крилото малко по-малко от налягането в горната част. И тогава какво се случва? Крилото се изтласква от въздуха под крилото.

Големите пътнически самолети не могат да летят на височини, много по-големи от около 12 километра (7,5 мили). Над тази надморска височина въздухът е твърде тънък, за да осигури достатъчно повдигане. Някои специални и много бързи самолети могат да летят може би два пъти повече от височината, въпреки че въздухът е само около 1/50 толкова плътен, колкото на повърхността на Земята. И един много бавен специален самолет, наречен Хелиос, летеше на повече от 96 000 фута, което е много по-високо от височината на всеки друг самолет. На 96 000 фута въздухът е само 1/100 толкова плътен, колкото на морското равнище. Въздухът става все по-тънък и по-тънък, колкото по-високо ставате, докато почти не остане въздух. С други думи, горе на практика има празнота.

Дори най-ниският космически кораб в орбита около Земята е на около 200 километра (125 мили) над земната повърхност, много по-висок от дебелия въздух, с който сме свикнали. Повечето спътници в орбита около Земята обаче са на много по-голяма надморска височина, за да си вършат работата. Някои от тези задачи включват предаване на телефонни и телевизионни сигнали от една част на Земята в друга, наблюдение на климата на Земята и дългосрочни климатични промени, правене на снимки на променящата се повърхност на Земята и изучаване на замърсяването на Земята.

За да се достигне космически кораб дори до най-ниската орбита на Земята, се използва ракета. И така, как една ракета се различава от самолет?

За да се достигне космически кораб дори до най-ниската орбита на Земята, се използва ракета. И така, как една ракета се различава от самолет?

Ракетите не зависят от въздуха, дори да изгарят горивото си. Ракетите се възползват от два от трите основни природни закона, открити от великия учен Исак Нютон в края на 17 в. Един от тези закони, наречен трети закон на Нютон, казва, че за всяко действие има равно реакция и противоположно. Този закон обяснява какво се случва, когато взривите балон и след това го освободете, без да завързвате възел. Въздухът се изхвърля от устието на балона и това изтласква балона в обратна посока. Този закон също ни казва, че за да построим мощна ракета, трябва да изхвърлим много материал с висока скорост в обратна посока, в която искаме ракетата да пътува. Точно това постига дизайнът на ракетния двигател. Повечето ракети използват високоскоростни отработени газове, произведени от изгаряне на ракетно гориво, за да се придвижат нагоре и далеч от земната повърхност.

Както всичко останало, което гори, ракетното гориво не може да гори без кислород. И така, как ракетното гориво гори във вакуума на космоса? Ракетата носи собствен кислород в резервоари и го смесва с горивото непосредствено преди да го изгори.

Ракетите не само правят възможно изследването на космоса, но също така ни позволяват да изследваме нашата собствена планета по начини, които никога не бихме могли да направим, дори от самолет.