کرس ہیڈفیلڈ کے ساتھ راکٹ کیسے کام کرتے ہیں

خلا میں کسی چیز کو حاصل کرنے کے ل you ، آپ کو لازمی طور پر درج ذیل کی ضرورت ہوگی: جلانے کے لئے ایندھن اور آکسیجن ، ایروڈینامک سطحوں اور جیمبلنگ انجنوں کو چلانے کے ل، ، اور کہیں گرم چیزیں نکالنے کے ل. کافی چیزیں فراہم کریں۔ آسان

ایندھن اور آکسیجن کو راکٹ موٹر کے اندر ملا اور بھڑکایا جاتا ہے ، اور پھر پھٹنے والا ، جلتا ہوا مرکب پھیل جاتا ہے اور راکٹ کے پچھلے حصے میں ڈالتا ہے تاکہ اسے آگے بڑھانے کے لئے درکار زور پیدا کیا جاسکے۔ ہوائی جہاز کے انجن کے برخلاف ، جو فضا میں کام کرتا ہے اور اس طرح اس کے دہن ردعمل کے لئے ایندھن کے ساتھ ملنے کے لئے ہوا میں لے جاسکتا ہے ، ایک راکٹ کو خلا کے خالی ہونے میں کام کرنے کے قابل ہونے کی ضرورت ہے ، جہاں آکسیجن نہیں ہے۔ اس کے مطابق ، راکٹوں کو نہ صرف ایندھن ، بلکہ اپنی آکسیجن کی فراہمی بھی لے جانا پڑتا ہے۔ جب آپ لانچنگ پیڈ پر کسی راکٹ کو دیکھتے ہیں تو زیادہ تر جو آپ دیکھتے ہیں وہ خلا میں جانے کے لئے صرف پروپیلنٹ ٹینک یعنی ایندھن اور آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے۔

ناول کتنا لمبا ہے؟

فضا کے اندر ، ہوائی جہاز کی طرح ایروڈینامک پنس راکٹ کو چلانے میں مدد مل سکتی ہے۔ ماحول سے ہٹ کر ، اگرچہ ، خلا کے خلا میں ان پنوں کے لئے کچھ نہیں ہے۔ لہذا راکٹ بھی جیمبلنگ انجن — انجنوں کا استعمال کرتے ہیں جو روبوٹ کے محور پر سوئنگ کرسکتے ہیں۔ جیسے آپ کے ہاتھ میں جھاڑو کا توازن رکھیں۔ اس کا دوسرا نام ویکٹرڈ اسٹورسٹ ہے۔

راکٹ عام طور پر الگ الگ اسٹیکڈ حصوں ، یا مراحل میں تعمیر کیے جاتے ہیں ، یہ تصور روسی صدر ریاضی کے استاد کونسٹنٹن تسولکوسکی اور ایک امریکی انجینئر / طبیعیات ماہر رابرٹ گوڈارڈ نے تیار کیا ہے۔ راکٹ مراحل کے پیچھے آپریٹو اصول یہ ہے کہ ہمیں فضا سے بالا تر ہوکر اٹھنے کے لئے ایک خاص مقدار کی ضرورت ہوگی ، اور پھر زمین کے گرد مدار میں (مداری کی رفتار ، تقریبا five پانچ میل فی سیکنڈ) رہنے کے لئے تیز رفتار کی رفتار میں مزید تیزی لانا پڑے گا۔ خالی پروپیلینٹ ٹینکوں اور ابتدائی مرحلے کے راکٹوں کا زیادہ وزن اٹھائے بغیر کسی راکٹ کا مدار کی رفتار تک پہنچنا آسان ہے۔ چنانچہ جب راکٹ کے ہر ایک مرحلے کے لئے ایندھن / آکسیجن کا استعمال ہوجاتا ہے ، تو ہم اس مرحلے پر پہنچ جاتے ہیں اور وہ زمین پر گر پڑتا ہے۔

پہلا مرحلہ بنیادی طور پر خلائی جہاز کو بیشتر ہوا کے اوپر ، 150،000 فٹ یا اس سے زیادہ کی اونچائی تک حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد دوسرے مرحلے میں خلائی جہاز مدار کی رفتار تک پہنچ جاتا ہے۔ ہفتہ پنجم کے معاملے میں ، ایک تیسرا مرحلہ تھا ، جو خلابازوں کو چاند تک پہنچنے کے قابل بنا دیتا تھا۔ اس تیسرے مرحلے کو روکنے اور شروع کرنے کے قابل ہونا تھا ، تاکہ زمین کے ارد گرد صحیح مدار قائم کیا جاسکے ، اور پھر ، کچھ گھنٹوں بعد ایک بار جب ہر چیز کی جانچ پڑتال کی گئی تو ، ہمیں چاند پر دھکیل دے۔

سیکشن پر جائیں

• راکٹ ایروڈینامکس: راکٹ کیسے کام کرتے ہیں
• راکٹوں کی بنیادی طبیعیات
• راکٹ کی تعمیر کے اجزاء
• راکٹ میں بہتری
• کرس ہیڈ فیلڈ کے ماسٹرکلاس کے بارے میں مزید معلومات حاصل کریں

بین الاقوامی خلائی اسٹیشن کا سابق کمانڈر آپ کو خلائی ریسرچ کی سائنس اور مستقبل کے بارے میں کیا سبق دیتا ہے۔

کرس ہیڈ فیلڈ

خلائی ریسرچ سکھاتا ہے

راکٹ ایروڈینامکس: راکٹ کیسے کام کرتے ہیں

یہاں تک کہ قمری ماڈیول — جسے اپولو خلانوردوں نے چاند کی سطح پر جانا تھا اور پیچھے - یہ دو مرحلہ والا راکٹ تھا۔ جب ہم چاند سے وطن واپس جانے کے لئے روانہ ہوئے تو لینڈنگ کا مرحلہ سطح پر رہ گیا تھا۔

پہلے جو راکٹ بنائے گئے تھے وہ واحد استعمال تھے ، جن کے دوبارہ استعمال کرنے کا کوئی سوچا نہیں تھا۔ اسپیس شٹل وہ پہلا خلائی جہاز تھا جسے دوبارہ استعمال کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا تھا ، اور یہ اس قابل تھا کہ وہ ایک سو بار خلا میں اڑ گیا۔ یہاں تک کہ اس کے ٹھوس راکٹ بوسٹر جزوی طور پر دوبارہ پریوست تھے the وہ سمندر میں گرنے ، بچائے جانے ، صاف ستھرا اور بحالی کے بعد بازیاب ہوسکتے ہیں ، اور بعد میں لانچوں کے لئے ایندھن سے بھر جاتے ہیں۔ آج ، کمپنیاں مزید قابل استعمال راکٹ تعمیر کر رہی ہیں۔ اسپیس ایکس اپنے فالکن راکٹ کے پہلے مرحلے کو لانچ کرنے اور پھر اترنے کے قابل ہے ، بازیافت ہوا اور مائع ایندھن سے دوبارہ بھرنے کے لئے تیار ہے۔ اسی طرح کی ٹیکنالوجی بلیو اوریجن بھی اپنے نئے شیپارڈ راکٹ کے لئے استعمال کر رہی ہے۔

زمین سے راکٹ حاصل کرنے کے لئے دو اہم قسم کے ایندھن استعمال ہوتے ہیں: ٹھوس اور مائع۔ ٹھوس راکٹ سادہ اور قابل اعتماد ہوتے ہیں ، جیسے کسی رومن موم بتی کی طرح ، اور ایک بار بھڑک اٹھنے سے ان کو روکنے کی کوئی ضرورت نہیں ہے: جب تک وہ ختم نہ ہوں تب تک وہ جلتے ہیں اور زور پر قابو پانے کے لئے گلا گھونٹ نہیں سکتے۔ مائع راکٹ کم کچی زور فراہم کرتے ہیں ، لیکن اس پر قابو پایا جاسکتا ہے ، جس سے خلابازوں کو راکٹ شپ کی رفتار کو باقاعدہ کرنے کی اجازت دی جاتی ہے ، اور یہاں تک کہ پروپیلنٹ والوز کو بھی اس راکٹ کو بند کرنے اور کھولنے کے لئے کھول دیا جاتا ہے۔

خلائی شٹل نے لانچ کے لئے ٹھوس اور مائع راکٹوں کا مرکب استعمال کیا۔ ٹھوس راکٹ بوسٹر صرف جہاز کے عملے کو لینے کے لئے استعمال کیا جاتا تھا۔ جبکہ مائع ایندھن کے راکٹوں نے سارا وقت جلا دیا۔

راکٹوں کی بنیادی طبیعیات

راکٹ کی تعمیر کے پیچھے اصل بنیادی قوت نیوٹن کا قانون ہے جو متغیر طبیعیات سے متعلق ہے۔ چونکہ بڑے پیمانے پر بہتے ہوئے (ایک ایندھن جس سے یہ جلتا ہے) ایک راکٹ لازمی ہوتا ہے ، لہذا عمل اور رد عمل کا نیوٹن کا تیسرا قانون عمل میں آتا ہے۔ جیسے جیسے ایک راکٹ اگتا ہے ، ایندھن جلتا ہے اور عقبی راستہ سے باہر نکلتا ہے ، جس کی وجہ سے راکٹ تیز سے زیادہ رفتار کے ساتھ آگے بڑھتا ہے۔ اس سے یہ فرض ہوتا ہے کہ راکٹ بغیر ڈریگ فورس کے چلتا ہے۔

تاہم ، ایک انتباہ موجود ہے: خلا میں پرواز کرنے کے ل you ، آپ کو زمین کی فضا سے گزرنا ہوگا ، اور پھر اس وقت تک اس رفتار کو تیز کرنا ہوگا جب تک کہ آپ کافی تیزی سے سفر نہ کریں تاکہ آپ کامیابی سے مدار میں رہیں۔ اس کو حاصل کرنے میں سب سے بڑی رکاوٹ ماحول کی مزاحمت کی وجہ سے کھینچنا ہے۔ ڈریگ فورس کا تعین مندرجہ ذیل مساوات سے ہوتا ہے۔

D = 12 ρ v 2 C D S

D = گھسیٹیں۔ ڈریگ ایک ایسی قوت ہے جو آپ کو سست کردیتی ہے۔ یہ یاد رکھنا ضروری ہے کہ ڈریگ ایک طاقت ہے۔ ڈریگ فورس آپ کے جہاز کے خلاف دھکیل دیتی ہے اور - اگر جہاز کے ڈیزائن میں سوچی سمجھنے کی اجازت نہ دی گئی ہو تو - جہاز کو تیز رفتار سے جانے سے روک سکتا ہے ، یا جہاز کو پھاڑ بھی سکتا ہے۔

آپ کے جہاز کے ارد گرد کی ہوا کا ρ = rho ، کثافت around یا موٹائی
جیسے جیسے جہاز زمین سے دور ہوتا ہے اور ماحول میں اعلی ہوتا ہے ، ہوا کا کثافت کم ہوتا جاتا ہے اور اسی طرح ، مساوات کے مطابق ، گھسیٹتا ہے۔ نوٹ کریں کہ کسی بھی اونچائی پر فضا کی کثافت متغیر ہوتی ہے کیونکہ جب سورج کی طرف سے گرمی ہوتی ہے تو ہوا کا پھیلاؤ ہوتا ہے۔ گرم ہوا کم گھنے ہوتی ہے۔ اور یاد رکھیں کہ خلا کے خالی جگہ میں کثافت بنیادی طور پر صفر ہے ، لہذا (مساوات کے ذریعہ) وہاں عملی طور پر کوئی گھسیٹنے کی ضرورت نہیں ہے۔

v = رفتار ، یا آپ کے جہاز کی رفتار۔ نوٹ کریں کہ مساوات میں ، ڈریگ رفتار کے اوقات کی رفتار ، یا v مربع کا ایک فنکشن ہے۔ اس طرح جب رفتار میں اضافہ ہوتا ہے تو ، ڈریگ تیزی سے بڑھتی ہے۔ رفتار سے دوگنا ، ڈریگ وغیرہ۔ اسی وجہ سے مشہور خلاباز کرس ہیڈفیلڈ کا کہنا ہے کہ ماحول سے راکٹ اڑانا سب سے مشکل حصہ ہے: اس مرحلے پر راکٹ کی رفتار ہے۔ مسلسل نیچے بڑھتے ہوئے جہاں ہوا اب بھی موٹی ہے۔ ایک بار جب آپ فضا سے باہر ہوجائیں ، اگرچہ ، آپ گھسیٹنے کی قوت میں اضافہ کیے بغیر رفتار بڑھا سکتے ہیں کیونکہ ماحول کی کثافت نہیں ہوتی ہے۔

سی ڈی = ڈریگ گتانک ، گاڑی کی ہموار اور سطح کی کھردری کی ایک خصوصیت۔

آپ کا سورج کا نشان کیا ہے؟

S = آپ کے جہاز کا کراس سیکشنل ایریا۔ ایک نچلا علاقہ (لگتا ہے کہ: پتلی بمقابلہ چربی راکٹ) کم گھسیٹنے میں مدد کرتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ خلائی جہازوں کے لئے وایمنڈلییٹک کھینچنا ایک بہت بڑا مسئلہ ہے جو اب بھی فضا میں موجود ہے اور اس سے کہیں زیادہ رخصت ہونے کی کوشش کر رہا ہے اس سے کہیں زیادہ یہ بین الاقوامی خلائی اسٹیشن جیسے جہاز کے لئے ہے ، جو سیارے سے اتنا اونچا ہے کہ وہاں صرف ایک منٹ کی ہوا موجود ہے کثافت اس کے خلاف کام کرتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ آئی ایس ایس اس طرح کی بدصورتی شکل اختیار کرسکتا ہے ، اور راکٹ شپ کو ہموار کیوں کیا جانا چاہئے۔

ڈریگ مساوات راکٹ ڈیزائن اور پرواز کی حکمت عملی میں ایک واضح مقصد پیدا کرتی ہے۔ نہ صرف انتہائی موثر راکٹوں کے نچلے حصے ہوتے ہیں ، یہ ایک بار جب وہ فضا سے بالا کم ہوا کثافت والے علاقوں میں داخل ہوجاتے ہیں تو ان کی تیز رفتار (مدار کی رفتار میں تیز رفتار میں اضافہ) بھی کرتے ہیں۔

ماسٹرکلاس

آپ کے لئے تجویز کردہ

آن لائن کلاس جو دنیا کے سب سے بڑے دماغوں کے ذریعہ پڑھائی جاتی ہیں۔ اپنے زمرے میں اپنے علم میں اضافہ کریں۔

خلائی ریسرچ سکھاتا ہے

تحفظ سکھاتا ہے

سائنسی سوچ اور مواصلات کی تعلیم دیتا ہے

بہتر نیند کی سائنس پڑھاتا ہے

راکٹ کی تعمیر کے اجزاء

ایک پرو کی طرح سوچو

بین الاقوامی خلائی اسٹیشن کا سابق کمانڈر آپ کو خلائی ریسرچ کی سائنس اور مستقبل کے بارے میں کیا سبق دیتا ہے۔

راکٹوں کو خاص طور پر وزن اور زور کی شدید قوتوں کا مقابلہ کرنے اور جتنا ممکن ہو سکے ایروڈینامک بننے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اس طرح ، جگہ میں کچھ سنرچناتمک نظام موجود ہیں جنہوں نے زیادہ تر راکٹوں کی تعمیر کو معیاری بنا دیا ہے۔ ناک شنک ، فریم اور فن راکٹ کی شکل کے کنکال کا حصہ ہیں ، جو سطح کا ایک بہت بڑا علاقہ ہوتا ہے جو اکثر ایلومینیم یا ٹائٹینیم سے بنا ہوتا ہے جسے تھرمل پروٹیکشن پرت کے ساتھ لگایا جاتا ہے۔ پمپ ، ایندھن ، اور نوزیل ، تبلیغی نظام کا ایک حصہ بناتے ہیں ، جو راکٹ کو زور پیدا کرنے کے قابل بناتا ہے۔

پرواز کے راستے پر قابو پانے کے ل the ، راکٹ کی پرواز کی سمت میں ایڈجسٹمنٹ کی سطح کی ضرورت ہے۔ ماڈل راکٹری ، جیسے بوتل راکٹ ، یا دوسرے چھوٹے راکٹ براہ راست فضا میں گولی ماری جاتی ہیں اور جہاں چاہیں نیچے آجاتی ہیں۔ خلا کے لئے تیار کردہ راکٹ میں زیادہ سے زیادہ کنٹرول اور لچک کی ضرورت ہوتی ہے: یہ وہ جگہ ہے جہاں جیمبلڈ تھراسٹ آتا ہے۔ رہنمائی نظام کے ایک حصے کے طور پر ، جیمبل اینگلز راستہ کی نوزیل کو ضرورت کے مطابق گھومنے دیتے ہیں ، کشش ثقل کے مرکز کو ری ڈائریکٹ کرتے ہیں اور راکٹ کو دوبارہ جگہ دیتے ہیں۔ درست سمت.

راکٹ میں بہتری

ایڈیٹرز چنیں

اسپیس لائٹ کے آغاز سے ہی راکٹ ایندھن کی بنیادی کیمسٹری میں کچھ تبدیلیاں رونما ہوئیں ، لیکن مزید ایندھن سے بھرپور راکٹوں کے کاموں میں ڈیزائن موجود ہیں۔ اپنی کارکردگی کو بہتر بنانے کے ل r ، راکٹوں کو ایندھن سے کم بھوک لگی ہونے کی ضرورت ہوتی ہے ، جس کا مطلب ہے کہ مطلوبہ رفتار دینے کے لئے ایندھن کو جلد سے جلد باہر آنے کی ضرورت ہے ، اور اسی زور کو حاصل کرنا ہے۔ آئنائزڈ گیس ، جو مقناطیسی ایکسیلیٹر کے ذریعے راکٹ نوزل ​​کے ذریعے چلتی ہے ، اس کا وزن روایتی راکٹ ایندھن سے کافی کم ہے۔ آئنائزڈ ذرات راکٹ کے پیچھے ناقابل یقین حد تک تیز رفتار سے آگے بڑھے جاتے ہیں ، جو ان کے چھوٹے وزن یا بڑے پیمانے پر معاوضہ دیتے ہیں۔ آئن پروپلسن طویل ، پائیدار فروغ کے لئے اچھی طرح سے کام کرتا ہے ، لیکن اس لئے کہ
یہ ایک کم مخصوص تسلسل پیدا کرتا ہے ، یہ اب تک صرف چھوٹے مصنوعی سیاروں پر کام کرتا ہے جو پہلے سے ہی مدار میں موجود ہے اور بڑے خلائی جہازوں کے لئے اس کا قد نہیں رکھا گیا ہے۔ ایسا کرنے کے ل energy ایک طاقتور توانائی کے وسائل کی ضرورت ہوگی — شاید ایٹمی ، یا ابھی کچھ ایجاد نہیں ہوا ہے۔

1960 کی دہائی میں جب ہم خلائی سفر کرنا شروع کر رہے ہیں تب سے اسپیس شپ شپ میں بہتری آئی ہے ، لیکن ہماری موجودہ بہت سی ٹکنالوجی انہی پہلے ڈیزائنوں سے پیدا ہوتی ہے۔ بدیہی طور پر ، یہ سمجھتے ہوئے محسوس ہوگا کہ جہاز تیز رفتار ہوائی جہاز کی طرح ، نمایاں ہونا چاہئے۔ تاہم ، 1950 کی دہائی میں کی گئی تحقیق سے معلوم ہوا کہ مداری رفتار کے لئے ، کوئی بھی مواد اتنا سخت نہیں ہوسکتا ہے کہ اس نوکیلے نوک پر زبردست حرارت پائے۔ میکس فگیٹ نامی ایک شاندار انجینئر نے محسوس کیا کہ ایک بڑے علاقے میں شدید گرمی اور دباؤ کو پھیلانے کے لئے دوبارہ کرایہ کی جگہ سے متعلق جہازوں کو ٹوکنا ضروری ہے۔ وہ مرکری کو ڈیزائن کرنے میں کلیدی حیثیت رکھتا تھا ، اور اس طرح خلائی کیپسول پیدا ہوا۔ عملہ کو زندہ رکھنے کے لئے مرکری نظاموں کی مدد سے مرکری اور جیمنی بنیادی طور پر کاک پٹس کی گردش کررہے تھے: ایئر پریشر ریگولیشن ، آکسیجن / سی او 2 پروسیسنگ ، درجہ حرارت پر قابو پانا ، اور خوراک اور پانی کا ذخیرہ۔ انہوں نے یہ ثابت کیا کہ مدار خلائی روشنی انسانوں کے لئے ممکن تھا اور اس نے مزید دریافت کرنے کا دروازہ کھولا ، جس کی وجہ سے آج ہم خلا کی تلاش میں ہیں۔