Największe rakiety kosmiczne w historii. Rekordzistka wyższa niż Statua Wolności

Rakiety kosmiczne od zawsze przyciągały uwagę. Ich charakterystyczny wygląd, a przede wszystkim moc, którą wręcz czuć podczas startu, budzą respekt. W historii ludzkości zbudowano wiele potężnych konstrukcji tego typu, którym postanowiliśmy się przyjrzeć. Zobaczmy, kto zbudował największą rakietę kosmiczną i jak na jej tle wypada Saturn V, który pomógł wysłać ludzi na Księżyc.

Rakiety kosmiczne projektowane są przede wszystkim z myślą o wyniesieniu ładunku na orbitę lub w przestrzeń kosmiczną. Może być nim sonda, może być też prom kosmiczny lub statek, ale też zaopatrzenie, czy części obiektów budowanych na orbicie, takich jak np. teleskopy. Pierwsza rakieta wysłana w kosmos nie była tworzona jednak do żadnego z tych celów. III Rzesza przetestowała możliwości pocisku balistycznego V-2, któremu udało się przekroczyć linię Kármána (wysokość 100 kilometrów). Pod względem wielkości zdecydowanie nie może ona konkurować z rakietami stosowanymi przy misjach załogowych.

Przy projektowaniu rakiet bierze się pod uwagę to, gdzie mają dolecieć i jak ciężki ładunek będą wynosić. Z tego powodu przygotowano odpowiedni podział, z którym warto zapoznać się, nim przejdziemy do samych rakiet. Przedstawia się on następująco:

suborbitalny – dociera do przestrzeni kosmicznej, ale po przekroczeniu atmosfery jej trajektoria spada, przez co nie jest w stanie wykonać obrotu orbitalnego i osiągnąć prędkości ucieczki,
LEO – osiąga wysokość do 2 tys. km i okrąża Ziemię z okresem orbitalnym wynoszącym do 128 minut,
SSO – osiąga wysokość ok. 600 – 800 km nad Ziemią i krąży z nachyleniem ~98 stopni lub od bieguna do bieguna, by zachować stały czas słoneczny,
GTO – rakiety wystrzeliwane są na wysoce eliptyczną orbitę zbliżającą się do LEO i nie większą niż 35 tys. 786 km n.p.m.,
TLI – wystrzeliwane w celu dotarcia do Księżyca, w średniej odległości 384 tys. 400 km od Ziemi.

Szczególnie szybki rozwój rakiet kosmicznych obserwowaliśmy podczas Zimnej Wojny, choć po jej zakończeniu także pojawiło się kilka bardzo ciekawych projektów.

V-2 – 14,26 m

Zacznijmy od wspomnianej już rakiety V-2, która pierwsza przekroczyła granicę kosmosu. Opracowana przez III Rzeszę konstrukcja używała mieszanki 75 proc. etanolu i 25 proc. wody jako paliwa i ciekłego tlenu jako utleniacza. Woda była niezbędna, gdyż działała jako chłodziwo, a ponadto para wodna zwiększała ciąg. V-2 był przede wszystkim pociskiem, więc trudno go porównywać bezpośrednio do typowych rakiet kosmicznych. Z drugiej strony, nowoczesne rakiety powstały głównie dzięki doświadczeniom z produkcji kolejnych wariantów modelu V-2.

Vanguard – 23 m

To pierwsza amerykańska rakieta nośna, bazująca na cywilnych rakietach atmosferycznych Viking. Była to wybitnie zawodna konstrukcja, co też sprawiło, że do wyniesienia pierwszego amerykańskiego sztucznego satelity nie wykorzystano jej, a rakietę Jupiter C. Vanguard był rakietą trzystopniową bez stateczników. Jego zdolność wynoszenia to zaledwie 9 kg na wysokość do 200 km.

Juno II – 23 m

Amerykańska rakieta nośna zbudowana na bazie elementów pocisków IRBM Jupiter. Była to rakiet czteroczłonowa — w pierwszym znajdowała się rakieta typu Jupiter, w drugim zespół jedenastu rakiet Sergeant, zasilanych paliwem stałym, w trzecim trzy rakiety Sergeant, a w czwartym pojedyncza rakieta Sergeant o zmniejszonej długości i mniejszej masie. Na 10 startów tylko 4 były udane.

Sputnik 8K71PS – 30 m

61 years ago today, 4 Oct. 1957 at 19:28:34 UTC, #Sputnik1 lifted off on a Sputnik 8K71PS rocket. Launched by the Soviet Union, Sputnik-1 became the first human-made satellite of Earth and began the era of in-situ space exploration. #OTD https://t.co/T6tXAtRd6f
(📸: Ria Novosti) pic.twitter.com/YzLMdUACNf
— Chris G – NSF (@ChrisG_NSF) October 4, 2018

Jedna z pierwszych rakiet nośnych stworzonych przez Związek Radziecki. Wykorzystano ją tylko w dwóch startach – do wyniesienia sztucznych satelitów Sputnik 1 i Sputnik 2. Pod względem budowy była to praktycznie kopia rakiety balistycznej R-7. W główny stopniu znajdował się silnik Sputnik 8K71PS, któremu towarzyszyły cztery dopalacze 8K71PS-0. W obu przypadkach paliwem była mieszanka nafty i ciekłego tlenu.

Wostok – 31 m

Rakieta nośna będąca zmodyfikowaną wersją rakiety Łuna 8K72, bazującej na pocisku balistycznym R-7. Wostok był używany do wynoszenia prototypów pierwszego radzieckiego załogowego statku kosmicznego o tej samej nazwie. To właśnie tej rakiety użyto do wyniesienia w kosmos pierwszego człowieka, Jurija Gagarina.

H-IIA – 53 m

Niezwykle niezawodna japońska rakieta nośna, której procentowy wskaźnik udanych startów przekracza 97 proc. H-IIA została zaprojektowana do wynoszenia do 15 t ładunku na orbitę LEO i do 6 t na GTO. To konstrukcja dwustopniowa, a ta każdy stopień przypada po jeden silnik – w pierwszym jest to LE-7A, a w drugim LE-5B. Oba zasilane są mieszanką ciekłego tlenu i ciekłego wodoru. Moc rakiety można zwiększyć, dodając maksymalnie cztery dopalacze.

Proton – 53 m

Radziecka rakieta nośna mogąca wynieść do 23 tys. 700 kg na LEO i do 6 tys. 300 kg na GEO. Pierwszy model został oddany do użytku już w 1965 r., a ostatni lot najnowszej wersji Protona-M odbył się w grudniu 2021 r. Charakterystyczną cechą rakiety jest zastosowanie silników na niezwykle toksyczną niesymetryczną dimetylohydrazynę i tetratlenek azotu, które zapalają się bez stosowania układu zapłonowego.

Long March 5 – 56,97 m

Chińska ciężka rakieta nośna, mogąca wynieść na orbitę LEO do 25 t ładunku i do 14 t na orbitę GTO. Konstrukcja ma standardowo trzy stopnie, z których ostatni nie jest stosowany na LEO. Pierwszy lot Long March 5 odbył się w listopadzie 2016 r., a najbliższy zaplanowany jest na maj lub czerwiec 2022 r, kiedy w przestrzeń kosmiczną ma zostać wyniesiony moduł eksperymentalny Wentian.

Energia – 58 m

Radziecka rakieta nośna wykorzystana zaledwie dwukrotnie. Prace nad Energią ruszyły krótko po nieudanych eksperymentach z rakietą N1. Konstrukcja była w stanie wynieść do 100 t na orbitę LEO, do 32 t na TLI i do 20 t na GSO. Rakieta była napędzana przez cztery dopalacze strap-on z silnikami RD-170 na naftę i ciekły tlen. W centralnym stopniu znajdowały się natomiast cztery jednokomorowe silniki RD-0120 zasilane ciekłym tlenem i ciekłym wodorem.

Atlas V – 58,3 m

Dwustopniowa rakieta jednorazowego użytku opracowana przez Lockhead Martin i Boeinga. Pierwszy stopień napędzany jest przez rosyjski silnik RD-180 na naftę i ciekły tlen. W drugim, górnym, znalazło się miejsce na jeden lub dwa silniki RL10 na ciekły wodór i ciekły tlen. W jednej z misji zastosowano też trzeci stopień Star 48 z silnikiem na paliwo stałe. Użyto go tylko raz w trzecim etapie misji New Horizons.

Ariane 4 – 58,72 m

Francuska rakieta nośna, stworzona dla ESA przez ArianeGroup i Arianespace. Jednostka była dostępna w kilku wersjach konfiguracyjnych, z czego największa 44LP była w stanie do wysłać do 4 tys. 300 kg ładunku na orbitę GTO. W czasie swojej świetności, przy pomocy Ariane 4 wykonywano ponad 50 proc. wszystkich lotów komercyjnych. Ariane 4 składała się z trzech modułów, z których większość wykorzystywała silniki Viking.

Zenit – 59,6 m

Trójczłonowa rakieta nośna wykorzystywana przez konsorcjum Sea Launch i wystrzeliwana z płynącej platformy startowej Ocean Odyssey. Wszystkie człony konstrukcji wyposażone są w silniki na ciekły tlen i kerozynę RP-1. Rakieta służy do wynoszenia satelit na orbitę i choćby przez to jej zdolność wynoszenia nie powala – to tylko 5250 kg na dla orbity geostacjonarnej.

Saturn IB – 68,3 m

Rozwiniecie rakiet Saturn I, opracowane w 1962 r. na potrzeby programu Apollo. Jednostka składa się z dwóch członów. W pierwszym umieszczono 8 silników Rocketdyne H-1 na naftę i ciekły tlen, a w drugim pojedynczy silnik Rocketdyne J-2 zasilany ciekłym tlenem i ciekłym helem. Przeprowadzono dziewięć startów rakiety, z czego wszystkie były udane. Dzięki usprawnieniom, pod koniec swojej służby Saturn IB był w stanie wynieść do 21 tys. kg ładunku.

Falcon 9 – 70 m

Podstawowy wariant rakiety Falcon 9, przeznaczony do wielokrotnego użytku. To konstrukcja dwustopniowa, wyposażona w silniki Merlin 1 napędzane ciepłym tlenem i naftą (RP-1). Rakieta jest niezwykle często używana zarówno w misjach komercyjnych, jak i na zlecenie rządowe. Wystarczy wspomnieć, że w samym tylko 2021 r. przeprowadzono aż 31 startów, z czego wszystkie były udane, a tylko raz pojawił się problem z lądowaniem boosterów.

Falcon Heavy – 70 m

Superciężka rakieta nośna wielokrotnego użytku, zaprojektowana przez SpaceX. Obecnie jest to konstrukcja mogąca wynieść w przestrzeń kosmiczną największy ładunek. Zdolność wynoszenia na orbitę LEO to 63,8 t, a na GTO 26,7 t. Co ciekawe, firma Muska podaje też, że Falcon Heavy byłby w stanie dostarczyć do 16,8 t ładunku na Marsa i 3,5 t na Plutona.

Delta IV Heavy – 72 m

Rakieta nośna zbudowana na potrzeby armii Stanów Zjednoczonych o drugiej co do wielkości pojemności, będący w eksploatacji. Pozwala wynieść w przestrzeń LEO do 28 tys. 760 kg ładunku, a w GTO do 14 tys. 220 kg. Na jej pokładzie znalazły się trzy silniki RS-68 na ciepły wodór i ciekły tlen. To zresztą największe silniki na tego typu paliwo, jakie kiedykolwiek stosowano w statkach kosmicznych. Rakieta ma zostać wycofana w 2024 r. Powodem jest po części wysoki koszt jej wystrzelenia, przewyższający nawet czterokrotnie koszt wysłania ładunku przy użyciu Falcon Heavy.

N1 – 105 m

Radziecka rakieta, projektowana z myślą o wyniesieniu kosmonautów na Księżyc. Nie była to jednak udana konstrukcja, bo nigdy nie udało się przeprowadzić jej lotu próbnego. Wszystkie cztery próby startu zakończyły się katastrofami, a ostatniego, który miał według inżynierów szanse na powodzenie, zdecydowano się nie przeprowadzać. Zgodnie z założeniami miała wynosić do 90 t na orbitę LEO i do 23,5 t ładunku na TLI. Program został przerwany w 1974 r., a miesiąc później Amerykanie zakończyli swój program Apollo.

Saturn V – 110,6 m

Rakieta powstała z myślą o obsłudze załogowych lotów kosmicznych Apollo. To ona umożliwiła dotarcie na Księżyc załodze Apollo 11 i była z powodzeniem stosowana również w 12 innych misjach. Jej zdolność wynoszenia była równa 118 t dla orbity LEO. Saturn V to rakieta trzystopniowa, a separację konkretnych członów następowały po odpaleniu niewielkich ładunków. W pierwszym S-IC znajdowało się 5 silników F-1, w drugim 5 silników J-2, a w trzecim znajdował się pojedynczy silnik J-2.

SLS Block II Cargo – 111,25 m

To jednorazowy, superciężki pojazd nośny zaprojektowany przez NASA. Konstrukcja miała wywodzić się z promu kosmicznego i jest najpotężniejszą rakietą, jaką kiedykolwiek zaprojektowała amerykańska agencja. Cały system SLS przygotowano z myślą o programie Artemis i w zależności od wersji, jednostka będzie wysyłać na Księżyc załogę lub do 27 ton zaopatrzenia. NASA twierdzi, że w miarę rozwoju projektu, moc ma wzrosnąć i będzie mogła wynosić jeszcze cięższe ładunki.

Starship – 120 m

Największa na świecie rakieta nośna, budowana przez firmę SpaceX, należącą do Elona Muska. Jej udźwig na orbitę LEO wynosi ponad 100 t, a na orbitę GTO do 21 t. Starship został zaprojektowany jako rakieta wielokrotnego użytku i składa się z dwóch poziomów. W pierwszym zamontowanych ma być do 33 silników Raptor napędzanych ciepłym metanem i ciekłym tlenem. W drugim stopniu znajdą się natomiast trzy kolejne silniki Raptor używane w próżni i dodatkowe trzy używane w atmosferze. Starship ma być używany w m.in. w załogowych misjach księżycowych, w ramach programu Artemis.

Ciekawostki, Nauka, Podbój kosmosu, Rakiety kosmiczne

Podziel się postem :)

Najnowsze:

Linux

Fedora Linux 40 została oficjalnie wydana

Fedora 40 i różne odmiany tej dystrybucji Linuksa są już oficjalnie dostępne i można je pobrać ze strony Fedora Project. Główną nowością jest aktualizacja pulpitu GNOME 46; wersja KDE przełącza się również na KDE Plasma 6.

Mateusz Kalina 24 kwietnia 2024

Bezpieczeństwo

Ostrzeżenie CSIRT KNF. Uważaj, jeśli odwiedzałeś takie strony

CSIRT KNF zwraca uwagę, że tylko w marcu odebrano zgłoszenia ponad 6 tysięcy domen związanych z fałszywymi serwisami w sieci. Były wykorzystywane zwłaszcza na potrzeby oszustw dotyczących usług kurierskich, inwestycji czy mediów społecznościowych.

Mateusz Kalina 17 kwietnia 2024

Oprogramowanie

Firefox 125 już dostępny. Autorzy zapowiadają 25% wzrost wydajności

Mozilla wypuściła aktualizację Firefox 125.0.1. Główne zmiany dotyczą zakreślania w przeglądarce PDF, kodeka AV1, kart w Firefox View, blokowania potencjalnie niezaufanych pobrań, sugestii wklejania URL, kontenerów kart i włączania WPAD. Nie zabrakło też innych, drobnych zmian i poprawek.