Ontola > Fyzika > diskuze
| Nahlásit

Proč je tak těžké poslat raketu do vesmíru?

Nechápu, na co jsou kosmické rychlosti. Když udělám raketu, která se aspoň pomalu pohybyje od středu země, tak pak pstupuje pořád dál a dál a může snadno letět pryč do kosmu, ne?
Témata: astronomie

59 reakcí

| Nahlásit
Ano, ale k pohybu rakety je nutné palivo a to si musí raketa přepravovat sama v sobě - což zvyšuje její počáteční hmotnost a ta musí být dost vysoká aby překonala gravitaci. Proto se také hledají účinná paliva a na druhé straně musejí být "bezpečná".
| Nahlásit
Protože je třeba respektovat fyzikální zákony, nedodržíš-li je nikam neodletíš.
cs.wikipedia.org/wiki/Kosmick%C3%A1_rychlost
| Nahlásit
Děkuju za odkaz na Wikipedii,ale tu znám.Tam není odpověď na to co se ptám. Proč máme 2. kosmickou rychlost (2. kosmická rychlost – minimální úniková rychlost z povrchu planety. Pro Zemi je to přibližně 11,2 km/s)? Proč mi nestačí rychlost vzdalování od středu Země třeba 1km/h? Budu-li mít dost času, můžu takhle doletět třeba až k Plutu, když se budu pořád vzdalovat od Země.
| Nahlásit
Pokud se budeš takto loudat, budeš potřebovat ještě více paliva než při 1. nebo 2. kosmické rychlosti, a až ti palivo dojde gravitace tě stáhne zpět a to nedoletíš daleko. Zapomínáš, že Země na tebe působí gravitací, a aby jsi ji překonal musíš se pohybovat ne rovnoměrnou rychlostí, ale rovnoměrně zrychleně.
| Nahlásit
OK, to by mohlo být, takže to je počáteční rychlost? Jinak když stálou rychlostí 1km/h doletím k Plutu,tak by mě už žádná gravitace zpátky nestáhla.Teď už mi nejde o to,proč to je náročný,ale jak je to s těma kosmickejma rychlostma.
| Nahlásit
Už tomu asi rozumím.To je rychlost,kterou když dosáhnu,tak už můžu vypnout motory,jo?
| Nahlásit
Ano pak jsi teprve na oběžné dráze to je ta minimální 1. kosmická (úniková rychlost).
| Nahlásit
No u druhé už letím do vesmíru.OK,děkuju ti.
| Nahlásit
Spíš se začneš pohybovat po elipse a teprve 3. kosmická tě dostane z dosahu Slunce - tuším.
| Nahlásit
Cenobita (27.11. 15:53): Tomu teda nerozumím. Proč píšeš, že k překonání gravitace Země nestačí rovnoměrná rychlost, ale je třeba se pohybovat rovnoměrně zrychleně? Ve wikipedii (viz Sarbův odkaz) se píše, že k úniku z dosahu gravitace Země stačí dosáhnout rychlosti alespoň 11,2 km/s. To je přece stálá rychlost, ne?
| Nahlásit
Co se týká stále rychlosti, tak má pravdu Anonym478134, že na únik do vesmíru mu stačí stálá rychlost třeba 1 km/h.
| Nahlásit
478551, zřejmě bys to měl odůvodnit.
| Nahlásit
Co bych na tom měl odůvodňovat? Pokud se těleso A vzdaluje od tělesa B rychlostí 1km/h, pak jsou za jednu hodinu tělesa od sebe vzdálena 1km, za 10 hodin 10km, za 10000000 hodin 10000000 km. To je učivo prvního stupně základní školy.
| Nahlásit
478551, přesně nějaké takové odůvodnění jsem měl na mysli.
| Nahlásit
Takže ty únikové rychlosti si někdo vymyslel jen tak pro zábavu?
| Nahlásit
V.v.v., únikové rychlosti, to je středo a vysokoškolská fyzika. To co uvádí 478551 to je matematika, učivo prvního stupně základní školy (jak se vyjádřil), tedy něco jiného.
www.planetary.cz/2011/03/prvni-druha-a-treti-kosmicka-rychlost/ (těch odkazů je hafo)
| Nahlásit
Ale ne, tys chtěl odůvodnit, proč ti pro únik do vesmíru stačí stálá rychlost 1km/h. Matematiku jsem k tomu použil, ale nejde tu o matematiku. Není to "něco jiného", je to vysvětlení, jak je možné se dostat ze Země do vesmíru.
| Nahlásit
pravda,jde o to,že u kosmických rychlostí se nepředpokládá rovnoměrný přímočarý pohyb
| Nahlásit
Pokud bude mít Země g=0 m/s^2 (nulovou přitažlivost) pak platí tvrzení, že k úniku stačí rychlost malá (rovnoměrný přímočarý pohyb) třeba v=1km/h.

Představte si stratosférický balon jak vystoupá (pomalu) do cca 30 km a dále už nestoupá, co se stane ? Zůstane viset, nespadne. Unikl ? Nikoliv. (po propíchnutí spadne) Co Měsíc ? je vzdálený 300 000 km a unikl gravitaci Země ? Nikoliv.

Z toho plyne, že ta gravitace působí až do nekonečna a vymanit z ní není snadné.

Kdo si to chce spočítat tak se to počítá takto:

g=k*M/R^2 (gravitační zrychlení Země)

g*R=k*M/R (budu potřebovat později dole)

R=6378*10^3 m (poloměr Země)

g(R=6378*10^3)=9,81 m/s^2

an=v^2/R (normálové zrychlení při kruhovém pohybu)

an=g

v^2/R=k*M/R^2

v^2=k*M/R

v=(k*M/R)^(1/2)

v=(g*R)^(1/2)

v=(9,81*6378*10^3)^(1/2)

v=7910,005056888396199731250348287 m/s

v=7,910005056888396199731250348287 km/s (1. kosmická rychlost)

stejnou hodnotu uvádí výše uvedený odkaz:

www.planetary.cz/2011/03/prvni-druha-a-treti-kosmicka-rychlost/

Při každé nižší rychlosti než je 1. kosmická těleso spadne dříve nebo později zpět na Zemi - stále bude platit balistika a volný pád - stačí vypnout motory pomalé rakety.

Až když se začne raketa pohybovat vyšší rychlostí než 1. kosmická, pak ztratí Země svoji moc nad raketou.
| Nahlásit
Véna vidí věci 28.11.2012 15:06

Ano je to stálá rychlost, ale nejprve musíš z nuly zrychlovat až dosáhneš 1. kosmické (potřebuješ hodně energie), a když zrychluješ pohybuješ se (rovnoměrně) zrychleně a ne konstantní rychlostí z nuly na 11,2 km/s.
| Nahlásit
A což takhle pohybovat se tou stálou rychlostí 1km/h, z bodu A do bodu B (např. geostacionární družice) po přímce (bez ohledu na spotřebu energie), a přesto dosáhnout 1. kosmické rychlosti ??? To nejde ?
| Nahlásit
... ale to už jsem na oběžné dráze a mám již vyšší rychlost než 0 km/h (mám minimálně 1. kosmickou) a platí sčítání rychlostí v3=v1+v2 tedy 1. kosmická + 1km/hod a dostanu se pouze na vyšší orbit (nebo nižší - podle znaménka) (asi tak o jeden mikrometr :)
| Nahlásit
"Pokud bude mít Země g=0 m/s^2 (nulovou přitažlivost) pak platí tvrzení, že k úniku stačí rychlost malá (rovnoměrný přímočarý pohyb) třeba v=1km/h." To není pravda, ta stálá rychlost stačí při jakémkoliv g.Jak by mohlo něco mohlo mít stálou rychlost a nevzdalovalo by se to?
"Představte si stratosférický balon jak vystoupá (pomalu) do cca 30 km a dále už nestoupá, co se stane ? Zůstane viset, nespadne." Pokud už dále nestoupá, tak má rychlost 0 km/h, takže to není náš případ,protože se nevzdaluje od Země stálou rychlostí.My se bavíme o stálé malé rychlosti vzdalování (1 km/h).
| Nahlásit
Zkusím to jinak.
Mám bod "B" na geostacionární dráze Země (35 800 km nad rovníkem), a bod "A" na Zami (nejkratší spojnice). Budu se pohybovat rychlostí např. 1km/h přímočaře z bodu A do bodu B. Jaká bude moje rychlost v okamžiku dosažení bodu "B" ???

Felix Baumgartner, 14. října 2012 v Roswellu v americkém státě Nové Mexiko vystoupal v návratové kapsli nesené héliovým balónem do výšky kolem 39 000 m, odkud seskočil.
- nejvyšší dosažená výška balónu s lidskou posádkou – cca 39 000 m (dosavadní rekord: 34 668 m, Malcolm D. Ross a Victor E. Prather, 1961)
| Nahlásit
1km/h
| Nahlásit
Vztaženo k bodu A, nebo B, 1km/h (matematika). Jinak to bude 1. kosmická rychlost (úhlová rychlost). Viz. názorně : cs.wikipedia.org/wiki/Geostacion%C3%A1rn%C3%AD_dr%C3%A1ha
| Nahlásit
Bude to 1. kosmická rychlost měřená vůči čemu? Co s tím má společného geostacionarita, kdyby se Zeměkoule neotáčela, pak to bude jak?
(Upraveno 29.11.2012 10:29) | Nahlásit
1. kosmická rychlost planety Země, příslušná ke gravitačnímu působení v daném místě (1. kosm. rych. není fixní)
Např. :
Ve výšce tří poloměrů centra nad jeho povrchem je tedy první kosmická rychlost
poloviční než na povrchu.
Poznámka: Protože Měsíc obíhá Zemi po přibližně kruhové dráze ve střední vzdálenosti
RM = 3.844·108[m], je jeho oběhová rychlost přibližně rovna první kosmické rychlosti pro
Zemi ve výšce x = RM −rZ = 3.78 · 108[m]. Dosazením do (8) pro vI(0) = 7906[ms−1] a
r = 6.373·106[m] dostaneme vI(x) = 1.018[ms−1]. Oběhová rychlost Měsíce kolem Země
jest skutečně kolem 1[km/s].
www.kme.zcu.cz/download/predmety/408-trol17.pdf

Kdyby se Zeměkoule neotáčela ? Kdyby, je jen kdyby. Ona se otáčí ( Zajímavý poznatek, že ? ). :-)))

Jo kdyby byli v *p..... ryby, nemuseli by být rybníky. (jak říkala moje babička) :-)))

* dosaď : prirucka.ujc.cas.cz/?slovo=prdel&Hledej=Hledej
| Nahlásit
Psal jsi, že těleso pohybující se stálou rychlostí 1km/h bude mít 1. kosmickou rychlost. To není pravda. Neodpověděl jsi ani na jednu z mých otázek, místo toho sem jen dáváš nesouvisející citace nebo odkazy, ironické poznámky a přisprostlé bonmoty. Chtěl jsem ti ukázat, že otáčení Země s tím nesouvisí. Aby tě rotace Země nepletla, představ si, že to těleso startovalo z pólu. OK?
| Nahlásit
Já vím co jsem psal :
Mám bod "B" na geostacionární dráze Země (35 800 km nad rovníkem), a bod "A" na Zami (nejkratší spojnice). Budu se pohybovat rychlostí např. 1km/h přímočaře z bodu A do bodu B. Jaká bude moje rychlost v okamžiku dosažení bodu "B" ???

Jaká je tedy odpověď na toto zadání ?
| Nahlásit
Rozumím ti, ale na to ale právě není žádná odpověď, pokud neodpovíš na otázku, kterou jsem ti položil. Bude to 1. kosmická rychlost měřená vůči čemu? Vůči geostacionární družici bude její rychlost rovna 0. Hlavně co jsem se ti snažil vysvětlit, že 1. nebo 2. kosmická rychlost nesouvisí s otáčením Země a že tvůj příklad nijak nevysvětluje problém probíhající diskuze. 1. nebo 2. kosmická rychlost by byla stejná i kdyby se Země neotáčela. A platí, že těleso vzdalující se stálou rychlostí 1 km/h od Země může od ní dolétnout libovolně daleko nehledě na to jestli ostatní složky její rychlosti jsou 1. kosmická rychlost, nebo 0 m/s nebo 10000000 m/s.
| Nahlásit
Ano rotace planety nemá v úvaze vliv, raketa může startovat ze severního nebo jižního pólu kolmo nahoru.

Pokud poletí pod 1. kosmickou, po vypnutí motorů vždy spadne dolů, je nutno uvažovat, že kdyby se loudala 1 km/h, tak spotřebuje nesmírné, množství energie a nedoletí vysoko např. 300 000 km je vzdálen Měsíc, při rychlosti 1 km/h by tam letěla v=s/t; t=s/v= (300 000 km)/(1 km/h) = 300 000 hodin = 12500 dní = 34 roků Docela velká spotřeba energie - kde ji uložit ?

Tak velká raketa být nemůže, proto je nutné startovat takovou rychlostí, aby bylo optimum mezi hmotností rakety a rychlostí, kterou potřebuji dosáhnout abych nespadnul vlivem gravitace po parabole zpět.
| Nahlásit
Kosmické rychlosti se udávají v km/s, mám-li si udělat představu jaká to je rychlost, tak ji musím s něčím srovnat. Jediné s čím to trochu jde, aby to mělo smysl, jsou úsťové rychlosti střelných zbraní : cs.wikipedia.org/wiki/%C3%9As%C5%A5ov%C3%A1_rychlost
Rychlost 1 km/h je velice nízká, zajímal mě tedy, zda i takovou rychlostí, za specifických podmínek, lze dosáhnout stavu popisovaného jako 1. kosmická rychlost. Tj. aby se těleso pohybovalo v po stabilní kruhové dráze, a udržovalo se na ní jen svoji rychlostí. Podle mě to lze, vlastně je to princip výtahů do kosmu ( Arthur C. Clarke/Konstantin Ciolkovskij druidova.mysteria.cz/UKAZY_VE_VESMIRU/VYTAH_DO_VESMIRU.htm ). Ostatně by mne zajímalo, jaká by byla trajektorie toho tělesa dále, vzhledem k té uhlové rychlosti. Tedy těleso nebude mít jen rychlost 1km/s, a pokud by mířilo k určitému bodu, tak ani trajektorii přímky.
Pokud by byl start z pólu, nejspíše směrem k Polárce, tak to rovněž nebude, pouze rychlost 1km/s, ale přičítá se tam i pohyb země okolo Slunce. Čili, trajektorie rovněž zajímavá. :-.)
Pomíjím to, že by se raketa s potřebným palivem na cestu neodlepila od země.
Prostě kosmická tělesa jsou v pohybu, a neplatí zde prosté bod A – B, a přímka jako nejbližší spojnice. I když ignoruji nemožné, nemohu ignorovat směr pohybu, který byl již tělesu udělen.
| Nahlásit
L.Sarbe, už minimálně ve třetím příspěvku se tážeš, zda lze rychlostí 1 km/h dosáhnout 1. kosmickou rychlost. Jsem silně zmaten: Jak by se mohlo nějakou konstantní rychlostí dosáhnout rychlosti jiné? Budu-li se pohybovat rychlostí 1km/h, tak se budu pohybovat rychlostí 1km/h - jak by se z ní mohla vyvinout 1. kosmická rychlost (ale i jakákoli jiná, třeba i jen 2 km/h?)
| Nahlásit
429958, otevři si už jednou uvedený odkaz : cs.wikipedia.org/wiki/Geostacion%C3%A1rn%C3%AD_dr%C3%A1ha Podívej se na animaci. Start tělesa je na Zemi, bod "A", hnědá tečka, cíl je kružnice, bod "B", zelená tečka. Oba body jsou vůči sobě konstantní, ale zároveň jsou v pohybu. Odtud ta "dodatečná" rychlost.
| Nahlásit
Odkaz jsem otevřel a můj zmatek ještě vzrostl, teď už nerozumím vůbec ničemu. Tato debata je evidentně mimo mou chápavost.
| Nahlásit
Nu, přitom jde jenom o otáčení Země okolo osy, rovník má největší obvodovou rychlost a pohybuje-li se těleso kolmo vzhůru tato rychlost vzrůstá. Těleso startující z bodu A se k bodu B pohybuje sice rychlostí 1km/h, ale zároveň má rotační pohyb daný místem startu, a tak se ve skutečnosti pohybuje po spirále pro pozorovatele mimo zemi v ose otáčení Země. Pro pozorovatele na Zemi je to ovšem přímka. Vzhledem k tomu, že těleso míří vně Sluneční soustavu, tak pro pozorovatele z tohoto místa koná, s přičtením obíhání Země okolo Slunce, další pohyb a má další rychlost.
Na pólech je obvodová rychlost naopak nulová, tak se počítá jenom s obíháním Země okolo Slunce.
Hmotné těleso má hybnost a pokud na něj nebude působit nějaká síla aby pohyb změnilo, tak si sílu a směr pohybu zachová. To je to s čím je nutno počítat.

Tak nevím, možná jsem v tom udělal jenom větší "hokej".
(Upraveno 30.11.2012 17:40) | Nahlásit
Toto je odvození, jaké rychlosti (2. kosmická) je nutno dosáhnout, aby byla překonána gravitační síla Země (tedy přestane působit na raketu) - vzdálenost kam až musí doletět je až v nekonečnu:

dv=g(s)*dt
dv=g(s)*dt*(ds/ds)
dv=g(s)*ds*(dt/ds)
dv=g(s)*ds*(1/v)
dv*v=g(s)*(ds)
dv*v=(k*M*s^-2)*ds

dosadím meze: v(0,v2) s(R,∞) (raketa bude zrychlovat z nuly do v2-kterou hledáme a dosáhne nekonečna - kde přestane působit gravitace)

integrací:

[(v^2)/2]=-[k*M*(s^-1)]

dosadím meze:

[(v2^2)-0]/2=-k*M*[1/∞-1/R]
(v2^2)/2=-k*M*[0-1/R]
(v2^2)/2=k*M*[1/R]
(v2^2)=2*k*M/R

v2=sqr(2*k*M/R) (rovnice pro 2. kosmickou rychlost)

nebo-li

v2=sqr(2*g*R) (rovnice pro 2. kosmickou rychlost)

dosadíme: g=9,81 m/s2; R=6378 *1000 m/s

v2=sqr(2*g*R)=v2=sqr(2*9,81*6378 *1000)

v2=11186,436429891335148810575771095 m/sec

v2=11,186 km/sec

což přesně koresponduje s linkem:

cs.wikipedia.org/wiki/2._kosmick%C3%A1_rychlost

Toto je rovnice pro výpočet 2. kosmické rychlosti a říká: pokud dosáhnu této rychlosti (třeba i z pólu), těleso už nespadne na Zem, ale vymaní se z gravitace Země (prostě zůstane viset nahoře). Pokud se budu pohybovat rychlostí 1 km/h, gravitace mě působí stále i po vypnutí motoru, nebo odpoutání od "výtahu" a vždy spadnu dolů volným pádem.

Je nutno se zamyslet nad tím, že tato rychlost je opravdu obrovská - představte si vzdálenost mezi dvěma městy 11 km a tuto překoná za 1 sec !!! To je odpověď na otázku proč je tak obtížné opustit gravitaci Země.

Stále platí - vezu si sebou palivo, a když vypnu motory tak při nižší než té obrovské rychlosti spadnu dolů volným pádem !
| Nahlásit
Ad Cenobita, to je odpověď na hlavní otázku, nebo na některou podotázku ?
| Nahlásit
Hlavní otázka je "proč je to tak těžké ...", takže by to mělo vysvětlovat tu hlavní.
| Nahlásit
Připadlo mě to tak , ale máš tam i jiné zmínky , tak jsem se chtěl ujistit.
Proč je to tak těžké se dá vysvětlit i jednodušeji. Všechno co je k té cestě potřeba tak si musí ta raketa vzít sebou. Holt, obchoďáky, servisy a čerpací stanice tam ještě nejsou. Jedou možná budou, pak to bude snazší. On Kolumbus to s cestou do Ameriky také neměl jednoduché. Dneska tam lidé cestují na víkendové nákupy, a místo tří lodí námořníků, proviantu, atd., jim k tomu stačí kreditní karta a cestovní doklady.
| Nahlásit
Nebudu delat chytryho ale pokusim se odpovedet co nejjednoduseji pokud naprijlad lidstvo vymysli nejaky novy druh energie/motoru ktery bude schopen fungovat tak efektivne ze energie uz nebude hrat takovou roli muzes klidne leten rychlosti treba 500 km/h pric ze zeme a normalne odletis. Jinak urcite rychlosti stejne dosahnes protoze ty letis nahoru od urciteho bodu zatimco planeta se otaci a to pomerne dost rychle takze kdyz budes na zemi letet rychosti 10 km/h poletis 10 km/h kdyz poletis ve vesmiru rychlosti 10km/ h vuci jinemu obektu napriklad jedna lod od druhe ale vuci nejakemu bodu na planete letite fatalne rychle jelikoz budete napriklad ve vesmiru stat zatimco planeta se bude otacet tudiz to uz je solidni rychlost a kdyz vezmu v potaz i to ze jeste zeme leti kolem slunce tak to uz je fatalni rychlost a kdyz jeste vezmu ze nase slunecni soustava se pohybuje v nasi galaxii a galaxie vesmirem tak se stejne furt nektere objekty pohibuji vuci jinym a nektere veci proste opravdu laicky vysvetlit nejdou protoze kdyz poletis napriklad na mars rok musis brat v potaz ze kdyz letis bude zeme vuci marsu menit polohu no v podstate vesmirna telesa budou menit polohu v slunecni soustave takze se am letel rovne proste neda takze teoreticky bys moh letet 1 km/hodina ale zase bys planetu tezko nekde dohnal takze jedine doletet na misto a pockat nez planeta obkrouzi kolem slunce a doleze k tobe takze se ve vesmiru bez extremnich rychlosti stejne neobejdes a jak uz jsem psal nazacatku pokud lidstvo vynalezne alternativni druh energie nebo pohonu pak nebude asi ani problem dosahnout vyssich rychlosti tak proc letet pomalu? Vzdalenosti jsou tak obrovske ze to nema smysl. Snad jsem pomohl
| Nahlásit
Možná by stálo za to specifikovat, co to 2. kosmická rychlost je. jedná se o rychlost tělesa které musí mít u povrchu země, aby SETRVAČNOSTÍ opustilo gravitační pole. Pomalejší těleso doletí do nějaké vzdálenosti a začne padat, pro těleso letící právě 2.KR by (být země osamělá v prázdném vesmíru) doletělo do nekonečna (a tam se zastavilo :-)). Pro Měsíc vychází 2.KR asi 2,3km/s, pro Slunce nepředstavitelných 620km/s. Neplést si to s 3.KR, to je rychlost pro opuštění gravitačního pole slunce, ale nikoli z jeho povrchu, nýbrž se startem z oběžné dráhy Země (1AU).
Všechny tyto rychlosti předpokládají, že raketa se krátce urychlí a dál letí bez motorů, jen setrvačností.
| Nahlásit
Cestu, třeba na Mars si můžeme docela dobře představit jako cestu přes kopec z jednoho do druhého údolí. Mezi námi je kopec, a příliš nezáleží na tom, jestli se v údolí rozjedeme a dál už letíme setrvačností, nebo jestli letíme pomalu, ale máme celou dobu zapnuté motory.
Obecně vzato, pokud nenastane naprosto zásadní průlom v konstrukci kosmických pohonů (který minimálně v tomto století neočekávám), nečekal bych nijaké zvláštní pokroky v kosmonautice. Chemické motory se už blíží svým teoretickým hranicím, nějaké nové superpalivo s výrazně vyšším hodnotou spalného tepla na kg už zřejmě nikdo neobjeví.

Přitom, čím více paliva do rakety dáme, tím více potřebujeme dalšího paliva, aby tento přídavek vynesl a na vynesení toho dalšího, potřebujeme ještě další atd. Velice rychle narazíme na strop. Možnost je třeba navozit mnoha raketami palivo na oběžnou dráhu (případně do libračních bodů) ale to je nepředstavitelně drahé pomůže to jen částečně.
Jaderné motory by mohly být trošku pokrokem (třeba ve spojení s iontovými motory), mohlo by to třeba pomoci při cestách na Mars, ale pro nějaké větší cestování je to zatraceně málo.
Lidstvo prostě na zemi zůstane asi navždy a nic kolonizovat nebude, ať si romantici vykládají co chtějí a ať si třeba kupují na Marsu pozemky. Není podstatné, že o tom sní prezidenti a jiné celebrity. Je to prostě mimo rozumné lidské možnosti.
| Nahlásit
Jenom pro představu - v současnosti všichni kosmonauti létají do vesmíru v ruských Sojuzech, což je konstrukčně vzato pořád ta stará, dobrá semjorka, co s ní letěl Gagarin. Jistě, je za tu dobu o něco vylepšená, mnoho elektroniky atd., motory se evolučně trochu vylepšily, ale palivo a koncepce rakety zůstala stejná. A to letos uplyne už 55 let od Gagarinova startu.
| Nahlásit
Je to úplně jednoduché. Kosmická rychlost není o tom, jak rychle letí raketa kolmo od Země, ale o tom, jak rychle ji obíhá. Zjednodušeně řečeno raketa sice začne stoupat kolmo, aby se dostala mimo atmosféru, ale postupně se dostane do vodorovného letu a tam nabere rychlost. Raketa musí obíhat kolem Země tak rychle, aby odstředivá síla byla stejná jako gravitační síla (rychlost je pro každou výšku jiná, takže čím dál chci být od Země, tím rychleji ji musím obíhat).
Dá se to představit třeba tak, že si dáte závaží na gumu a budete s tím točit kolem sebe. Čím rychleji budete točit, tím dál od vás závaží bude (je to ale hodně nepřesný příklad).

Samozřejmě by raketa mohla letět kolmo od Země jakoukoliv rychlostí a do požadované výšky by se dostala, ale pořád by byla pod vlivem zemské gravitace, takže by jednak po celou dobu letu a pobytu spotřebovávala palivo, ale hlavně by tam ti astronauti byli celkem zbyteční – asi těžko budou na oběžné dráze chytat družice, stejně tak by je tam nemohli umístit, protože by jim spadly na Zem :)). Obíhání kolem Země zajistí právě to, že družice (nebo raketa) "drží" i přesto, že na ně působí gravitační síla Země.
Mimochodem, stav beztíže není ve vesmíru proto, že by tam nepůsobilo gravitační pole, ale právě proto, že se gravitační síla vyruší s odstředivou.
| Nahlásit
Tak ještě dodatek, trochu jsem ještě studoval :)

1) není pravda, že čím dál chci být od Země, tím rychleji ji musím obíhat. Je to naopak. Např. u geostacionárních družic ve výšce 36000 km nad Zemí je rychlost oběhu cca 3000 km/s. Měsíc (384000km nad Zemí) obíhá kruhovou rychlostí cca 1000km/s.

2) pro každou výšku (vzdálenost od Země) existuje určitá rychlost (Kruhová rychlost), kterou když Zemi obíhám, tak zůstanu v dané výšce na oběžné dráze a nepadám zpět k Zemi (odstředivá síla vyruší gravitační sílu). Není to tedy tak, že bych tou rychlostí musel letět, abych se do té výšky dostal. Raketa si nahoru na oběžnou dráhu doletí normálně pomocí motorů. Když se blíží k oběžné dráze, tak plynule přejde do vodorovného letu a poté dojde pomocí motorů k urychlení na Kruhovou rychlost

3) kdyby ještě někoho zajímalo, co to je ta "první kosmická rychlost", tak to je vlastně speciální název Kruhové rychlosti pro výšku 0km nad Zemí :-)

4) ten příklad se závažím na gumě berte s rezervou. Je to spíš pro představu, kdyby si někdo nedovedl vysvětlit, proč obíhání kolem Země může způsobit nějakou sílu, která působí proti gravitaci

Moje odpověď sice není 100% korektní, ale chtěl jsem, aby to bylo pochopitelné pro lidi, kteří stejně jako já nechápali, proč by bylo potřeba letět do vesmíru nějakou kosmickou rychlostí a ne pomaleji :) Informací na netu je sice hodně, ale většinou chybí právě to, že se nejedná o rychlost směrem od Země, ale jedná se o rychlost okolo Země. Ondřej.
| Nahlásit
Příklad: Při startu má těleso palivo přesně na 1 hodinu vzdalování od povrchu Země. Po celou dobu na něj působí gravitace Země (a tak musí mít palivo na to, aby ji mohlo překonávat a aby se vzdalovalo od Země). Při rychlosti vzdalování 1 km/h od povrchu Země se za 3600 s dostane těleso 1 km nad povrch; pak mu asi dojde palivo a... (... ve výšce 1 km nad povrchem je téměř stejná gravitace jako na povrchu) ...a tak začne znovu padat k Zemi. Je lepší se vzdalovat vyšší rychlostí do větší vzdálenosti od Země a mnohem rychleji ji dosáhnout, než spotřebovávat tolik paliva. Přitažlivost Země sice klesá se vzdáleností, ale gravitace odpovídající únikové rychlosti 1 km/h (kterou palivo neustále udržuje) je od Země ohromně daleko (tak velký je dosah "gravitační studny").
| Nahlásit
Pokud jsem v přibližném výpočtu neudělal chybu, tak pro rychlost vR1 danou na 1 km/h je vzdálenost R1 = 5 800 000 000 km.
| Nahlásit
Pokud jsem neudělal chybu já, je 1km/h (0,278m/s) únikovou rychlostí ze vzdálenosti 69 000 AU (1,033 E+16 m) což je cca 1 světelný rok. Teprve tam by setrvačná radiální rychlost 1km/h zabránila Zemi si těleso (v jinak absolutně prázdném vesmíru), přitáhnout.
| Nahlásit
Jen pro dokreslení, tato cesta by naší plíživé raketě zabrala asi miliardu let. Teprve pak by mohla vypnout motory a opouštět zemi setrvačností.
| Nahlásit
Jenom pro upřesnění - při průletu atmosférou stoupají rakety zpravidla kolmo, aby co nejvíce zkrátili dobu letu s působením odporu vzduchu. Pak obvykle přejdou na nějakou mírně eliptickou, oběžnou dráhu na malé výšce (třeba 300km). Během letu na nízkou orbitu už odhodí všechny stupně kromě posledního, takže raketa je v tu chvíli už poměrně lehká. Pro přechod na vysokou dáhu pak zapnou motory na takovou dobu, aby se elitická dráha protáhla natolik, aby její horní bod (apogeum) dotýkal kýžené (třeba stacionární) dráhy. V apogeu musí opět aktivovat motory, aby nepokračovali po eliptické dráze zase dolů, ale přešli na kruhovou orbitu.
Podobně při letech na měsíc nebo sousedním planetám. Při letech do odlehlých končin sluneční soustavy se obvykle po cestě užívá gravitační urychlení nějakou planetou (planetami) a nebo i sluncem. Někdy se tomu říká, bůhví proč, gravitační prak.
| Nahlásit
Představme si na chvíli, že budeme konstruovat raketu, co má letět rychlostí 1km/h, což z praktického hlediska znamená, že raketu postrčíme na tuto rychlost a dál regulujeme motory tak, aby tažná síla přesně vyrovnávala tíhu rakety. Jak bude ubývat hmotnosti paliva, budeme postupně stahovat i tah motorů. Než se raketa doplíží na oběžnou dráhu, musela by viset na motorech asi 200 hodin! Přesto, že motory by mohli mít o něco menší tah a tím pádem i jejich sekundová spotřeba by byla o něco nižší, proti klasické raketě, která letí na orbitu asi čtvrthodinku, by to byla o tři řády delší doba. I kdyby byla průměrná spotřeba paliva desetinová, čas hoření je tisíckrát delší. Zásoby paliva by pak musely být gigantické a tudíž se vracíme k tomu, že spotřeba paliva by nebyla desetinová, ale spíš stonásobná, protože motory by musely nést tu gigantickou zásobu paliva. Viset na motorech je prostě technický nesmysl a rychlost 1 km/h to jen umocňuje.
| Nahlásit
je to jednoduchy jako facka. ty samozrejme muzes dosahnout hranice vesmiru i nizsi rychlosti, ale neudrzis se na obezny draze. rika se tomu orbitalni skok a kuprikladu Amici takhle dostali svyho prvniho kosmonauta do vesmiru. Pokud ale chces zustat na obezny draze, coz je zadouci u satelitu, vesmirnejch stanic atd., musis prekonat prvni kosmickou rychlost.
| Nahlásit
Nejsem expert, ale co se týče orbitálního výtahu, ten na oběžnou dráhu určitě nebude stoupat první kosmickou rychlostí... :-) https://cs.wikipedia.org/wiki/Orbit%C3%A1ln%C3%AD_v%C3%BDtah ..... Může jet klidně i 1 km za hodinu a na GEO se dostane. Při této rychlosti za 35 800 hodin (nějaké 4 roky). Kdyby ten výtah pokračoval dál, začne se sám vzdalovat od Země, neboť odstředivá síla, která na něj bude v těch místech působit, bude větší, než síla gravitační. Jde o to, odkud se startuje. Už to tady zaznělo od L.Sarba. Představte si Zemi jako hrací kolo u rulety. Jde nám v podstatě o to, aby ta kulička jezdila po tom černém nehybném trychtýři (oběžné dráze Země dané zakřivením prostoru gravitací) tak rychle, aby nespadla na čísla uprostřed (Země). Na to potřebuje určitou rychlost. Ale ty čísla se vůči tomu trychtýři (zakřivenému prostoru) také pohybují (ruleta se točí, stejně jako Země). Když spojím třeba červenou 21-čku s kuličkou dostatečně dlouhou nití (předpokládejme, že ta nit nic neváží) a budu tou ruletou točit konstantní rychlostí, tak ta kulička na tom trychtýři v určité vzálenosti od středu a při určité rychlosti otáčení prostě zůstane a nespadne, i když se vůči té červené 21-čce (Zemi) pohybovat nijak nebude. A ano, je úplně jedno, jak rychle se ta kulička na ten bod dostane. Samozřejmě, na kuličku působí při kutálení tření vzduchu a valivý odpor, takže příklad není moc dobrý, ale vystihuje aspoň přibližně princip Geostacionární oběžné dráhy Země. A samozřejmě, žádná dnešní raketa na GEO tímhle způsobem nedoletí, ať už poletí jakkoliv rychle. Dojde jí palivo pár stovek kilometrů nad zemí, takže tenle příklad je čistě hypotetický. Orbitální výtah je ale teoreticky realizovatelný. Stejně tak, kdyby existoval nějaký pohon, který by byl neuvěřitelně efektivní a generoval by stálý tah, který by uděloval té vemírné lodi nižší rychlost, než je první kosmická a ta loď by startovala kolmo z rovníku, mohla by letět libovolnou rychlostí a 35 800 km nad zemí by byla při vypnutých motorech na oběžné dráze, kdyby popolezla ještě o něco výš, začala by se při vypnutých motorech vzdalovat. Přesně jako v případě orbitálního výtahu :-)
| Nahlásit
Nemohu říct, že bych úplně pochopil kam vaší argumentací míříte. Z hlediska kosmické mechaniky je jedno, jestli se planeta otáčí nebo ne. Kosmický výtah má ale z principu rotaci synchronní s rotací Země, ale není u něj v rovnováze odstředivá a tíhová síla. Takže z hlediska kosmické mechaniky to není moc dobrý příklad. Trochu zjednodušeně:

První kosmická rychlost udává, na jakou rychlost (tečnou) se musí urychlit předmět na nízké dráze, aby obíhal Zemi po kruhové dráze.
Druhá kosmická rychlost udává, jakou nejnižší rychlostí bychom museli vystřelit dělovou kouli, aby už nám nespadla zpět na zem.

Jsou to teoretické případy, vždy je ve hře jen tíhové zrychlení a setrvačné síly. Neuvažujeme jiné síly, třeba dlouhodobý chod motorů podél dráhy, pouze setrvačný let!! U výtahu nám působí ještě síla napnutí lana, nejedná se o prostý setrvačný pohyb v gravitačním poli.
| Nahlásit
Ale ale Tak si to shrneme jak to je správně. Kosmické rychlosti se týkají gravitačního zrychlení na povrchu planety. Tzn první kosmická je 7,9 km/s a je to rychlost, kterou bychom museli udělit tělesu zanedbatelné hmotnosti, aby obíhalo kolem planety těsně nad povrchem (např 1m nad povrchem (TEORETICKY)
2. kosmická rychlost je rychlost, kterou musíme udělit tělesu okamžitě tzn například 1m nad zemí už musí těleso letět rychlostí 11,2km/s, pak můžeme okamžitě vypnout motory a těleso setrvačností odletí mimo působení zemské gravitace.

Čím je těleso ve větší výšce, tím se ale nutná úniková rychlost snižuje, jenomže ne tak rychle jak by se mohlo zdát. Snižuje se ale velmi pomalu. v 250km nad zemí je pořád téměř stejná jako na povrchu a až v několika tisících kilometrech teprve klesá na polovinu. Tzn raketa opravu musí vyvinout značnou rychlost, blížící se prakticky 11,2km/s (Ve skutečnosti letí ještě o malinko rychleji, aby měla rezervu) Jinak to zatím prostě neumíme. A letět pomalu je nepraktické, když to jde rychleji tak proč letět pomalu :)

Zatím neexistuje efektivnější způsob jak ze země odletět, ale teroeticky by to šlo například pokud by se ukotvilo dostatečně dlouhé lano na povrchu země, a na druhém konci by bylo závaží, po tomto laně by se dalo pomalu vyjet nějkým výtahem (vesmírný výtah - opravu reálně uvažovaná představa) a z konce lana by již úniková rychlost byla nižší. Ale aby byla o hodně nižsí, to lano by muselo být dlouhé desítky, možná spíš stovky tisíc kilometrů :)

Jinak pro zajímavost druhá kosmická rychlost z povrchu Slunce je nepředstavitelných 617,3 km / s :) Z Měsíce je to jen 2,3 km /s,
| Nahlásit
Obvyklý manévr pro odlet od země spočívá v tom, že se raketa uvede na nízkou orbitu, kde může chvíli obíhat. Ve správný okamžik zapne motory a z nízké (třeba) kruhové dráhy se stane nejprve elipsa se víc a víc vzdáleným apogeem až přejde na otevřenou únikovou dráhu (hyperbola). Nestartuje tedy ze země svisle 11 km/s.
Aby měl vesmírný výtah smysl, musí být možné k němu doletět a "zaparkovat" nebo se od něj plynule odpoutat. To je možné jen na geostacionární dráze, takže výtah by musel začínat na rovníku a horní stanici mít 36 000 km nad zemí. Není ani třeba zdůrazňovat, že nic takového postavit neumíme. Možná na Měsíci.
| Nahlásit
Co se týče toho výtahu (nebo brutálně dlouhého lana se závažím) Může mi někdo říct, z jakého materiálu by to lano (výtah) bylo (byl) aniž by se "roztrhl" svým vlastním pnutím?
Děkuju
 Anonym
Odpovídat lze i bez registrace. Dodržujte pravidla Ontoly
Vložit: Obrázek