November 7, 2022

Почему НАСА или другие космические отрасли не делают больше стартовых площадок в горах, чтобы снизить расход топлива? Каждый доллар на счету, верно?

Запуск с большой высоты мало чем поможет.

В Колорадо есть несколько городов с высотой над уровнем моря около 10 000 футов. Если вы направляетесь на низкую околоземную орбиту высотой 200 миль, то старт с высоты 10 000 футов даст вам менее 1% пути туда.

Но все гораздо хуже. Большинство людей думают, что задача доставки чего-либо на орбиту заключается в наборе высоты. Но это не так. Чтобы попасть на орбиту, космический корабль должен набрать достаточную высоту, чтобы подняться над атмосферой, но, что более важно, он должен двигаться очень быстро - 17 500 миль в час. Около 90% энергии ракеты идет на достижение орбитальной скорости, и только около 10% - на набор высоты. Таким образом, 1% прироста позволяет сэкономить лишь десятую долю процента от общего количества энергии, необходимой для выхода на орбиту. Это очень маленькая выгода.

Недостаток №1.

Если вы собираетесь построить стартовую площадку, в идеале вы хотите построить ее как можно ближе к экватору. Чем дальше вы находитесь от экватора, тем более ограничены ваши возможности по достижению экономически выгодной орбиты. Это одна из причин, почему НАСА всегда запускало ракеты из Флориды.

Проблема в том, что горные районы США находятся на более высокой широте, чем Флорида. Это означает, что для многих орбит (включая геосинхронные) потребуются более крупные ракеты и больше топлива, чем при запуске из Флориды. Этот эффект перечеркнет экономию энергии, получаемую при старте с высоты 10 000 футов.

Недостаток №2.

Очевидно, что ракеты не появляются волшебным образом на стартовой площадке - их нужно доставить туда из места, где они были изготовлены. Для больших ракет это означает транспортировку по воде:

Если вы запускаете груз из горной местности, вы не можете отправить его по воде. Приходится использовать либо автомобильный, либо железнодорожный, либо воздушный транспорт. Ни автомобильные, ни железные дороги не предназначены для транспортировки таких массивных объектов. Доставка этих огромных объектов на горную стартовую площадку будет страшно дорогой, и, опять же, по сравнению с любой экономией топлива, которую можно получить при запуске на высоте.

Недостаток №3.

Важной причиной того, что большинство американских запусков происходит с восточного побережья США, является желание избежать запуска над населенными пунктами. Американские запуски всегда осуществляются над океаном (Атлантический океан в случае Космического центра имени Кеннеди, Тихий океан в случае базы космических сил Ванденберг в Калифорнии). Запуск из горных районов означает, что ракете придется пролетать над населенными районами США, что представляет собой серьезную проблему с точки зрения безопасности.

Заключение.

В целом, запуск с горных районов - это плохая идея. То немногое количество топлива, которое вы сэкономите, начав полет на высоте 10 000 футов, полностью перечеркивается всеми дополнительными расходами, которые вы понесете. NASA выбрало восточное побережье Флориды по вполне понятной причине, и менять его просто не имеет смысла.