Rakieta dźwiękowa -Sounding rocket

Wystrzelenie Czarnego Branta XII z Wallops Flight Facility .

Rakieta sondująca lub rakieta sondująca , czasami nazywana rakietą badawczą lub rakietą suborbitalną , to rakieta przenosząca instrumenty przeznaczona do wykonywania pomiarów i przeprowadzania eksperymentów naukowych podczas lotu suborbitalnego . Rakiety są używane do wystrzeliwania instrumentów na wysokość od 48 do 145 km (30 do 90 mil) nad powierzchnią Ziemi, na ogół na wysokości między balonami meteorologicznymi a satelitami ; maksymalna wysokość dla balonów wynosi około 40 km (25 mil), a minimalna dla satelitów to około 121 km (75 mil). Niektóre rakiety sondujące mają apogeum między 1000 a 1500 km (620 a 930 mil), takie jak Black Brant X i XII , co jest maksymalnym apogeum w ich klasie. Rakiety sondujące często wykorzystują silniki rakietowe z nadwyżek wojskowych. NASA rutynowo lata ulepszonym Orionem Terrier Mk 70 , podnosząc ładunki o masie 270–450 kg (600–1000 funtów) do regionu egzoatmosferycznego między 97 a 201 km (60 do 125 mil).

Etymologia

Pochodzenie tego terminu wywodzi się ze słownictwa żeglarskiego to sound , które polega na wrzuceniu obciążonej liny ze statku do wody w celu zmierzenia głębokości wody. Sam termin ma swoje etymologiczne korzenie w języku romańskim słowo oznaczające sondę , z których istnieją rzeczowniki sonda i sonde oraz czasowniki takie jak sondear , co oznacza „przeprowadzić ankietę lub ankietę”. Sondowanie w kontekście rakiety jest równoznaczne z „wykonaniem pomiaru”.

Projekt

Przykładowe ładunki dla rakiet sondujących

Podstawowe elementy rakiety sondującej to silnik rakietowy na paliwo stałe i ładunek naukowy . Większe rakiety na wyższych wysokościach mają od dwóch do trzech stopni , aby zwiększyć wydajność i ładowność. Swobodna część lotu to eliptyczna trajektoria z pionową osią główną , dzięki czemu ładunek wydaje się unosić w pobliżu apogeum . Średni czas lotu wynosi mniej niż 30 minut; zwykle od pięciu do 20 minut. Rakieta zużywa swoje paliwo na pierwszym etapie wznoszącej się części lotu, następnie rozdziela się i opada, pozostawiając ładunek, aby dokończyć łuk i powrócić na ziemię pod spadochronem .

Zalety

Rakiety sondujące są korzystne dla niektórych badań ze względu na ich niski koszt, krótki czas realizacji (czasami krótszy niż sześć miesięcy) oraz możliwość prowadzenia badań w obszarach niedostępnych dla balonów lub satelitów. Wykorzystywane są również jako stanowiska testowe dla sprzętu, który będzie używany w droższych i bardziej ryzykownych orbitalnych misjach kosmicznych. Mniejszy rozmiar rakiety sondującej umożliwia również wystrzelenie z miejsc tymczasowych, umożliwiając badania terenowe w odległych lokalizacjach, a nawet na środku oceanu, jeśli zostaną wystrzelone ze statku.

Aplikacje

Meteorologia

Dalsze informacje: Brzmienie atmosferyczne
Loki-Dart (pierwszy plan) na wystawie w ogrodzie rakietowym White Sands Missile Range .

Obserwacje pogody , do wysokości 75 km, są wykonywane za pomocą rakietosond , rodzaju rakiety sondującej do obserwacji atmosferycznych , która składa się z rakiety i radiosondy . Sonda rejestruje dane dotyczące temperatury , wilgotności , prędkości i kierunku wiatru, uskoku wiatru , ciśnienia atmosferycznego i gęstości powietrza podczas lotu. Dane dotyczące pozycji ( wysokość i szerokość / długość geograficzna ) mogą być również rejestrowane.

Powszechnymi rakietami meteorologicznymi są Loki i Super Loki , zazwyczaj o wysokości 3,7 m, napędzane silnikiem rakietowym na paliwo stałe o średnicy 10 cm . Silnik rakietowy oddziela się na wysokości 1500 m, a reszta wybrzeży rakiety do apogeum (najwyższy punkt). Można to ustawić na wysokości od 20 km do 113 km.

Badania

Rakiety sondujące są powszechnie używane do:

Podwójne użycie

Ze względu na duże znaczenie militarne technologii pocisków balistycznych zawsze istniał ścisły związek między rakietami sondującymi a pociskami wojskowymi. Jest to typowa technologia podwójnego zastosowania , która może być wykorzystywana zarówno do celów cywilnych, jak i wojskowych. W okresie zimnej wojny RFN współpracowała w tej kwestii z państwami, które nie podpisały wówczas Układu o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej, takimi jak Brazylia, Argentyna czy Indie. W trakcie dochodzeń niemieckiego ruchu pokojowego ta współpraca została ujawniona przez grupę fizyków w 1983 roku. Rozpoczęta w ten sposób międzynarodowa dyskusja doprowadziła do opracowania Reżimu Kontrolnego Technologii Rakietowych (MTCR) na poziomie G7 stany. Od tego czasu w ramach MTCR opracowywane są wykazy urządzeń technologicznych, których eksport podlega ścisłej kontroli.

Operatorzy i programy

  • Centrum Kosmiczne Andøya w Norwegii obsługuje dwa sondujące stanowiska startowe, jedno w Andøya i jedno na Svalbardzie. Wystrzeliwuje rakiety sondujące od 1962 roku.
  • Poker Flat Research Range jest własnością University of Alaska Fairbanks .
  • Brytyjski program rakiet sondujących Skylark rozpoczął się w 1955 roku i był używany do 441 startów w latach 1957-2005. Skylark 12, od 1976 roku, mógł unieść 200 kilogramów (440 funtów) na wysokość 575 kilometrów (357 mil).
  • VSSC ISRO opracował serię rakiet sondujących Rohini , począwszy od 1967 roku , które osiągnęły wysokość 500 km
  • Delft Aerospace Rocket Engineering z Delft University of Technology obsługuje program rakiet sondujących Stratos, który osiągnął 21,5 km w 2015 roku.
  • Australijski Instytut Badań Kosmicznych ( ASRI ) obsługuje Small Sounding Rocket Program (SSRP) do wystrzeliwania ładunków (głównie edukacyjnych) na wysokość około 7 km
  • Indyjski Instytut Nauki i Technologii Kosmicznej (IIST) wystrzelił w maju 2012 roku sondę rakietową (Vyom), która osiągnęła wysokość 15 km. Vyom Mk-II jest na etapie projektowania koncepcyjnego, którego celem jest osiągnięcie wysokości 70 km przy ładowności 20 kg.
  • University of Queensland obsługuje rakiety sondujące Terrier-Orion (zdolne do osiągnięcia wysokości przekraczającej 300 km) w ramach swoich badań hipersonicznych HyShot
  • Irańska Agencja Kosmiczna uruchomiła swoją pierwszą sondującą rakietę w lutym 2007 roku
  • UP Aerospace obsługuje rakietę sondującą SpaceLoft XL , która może osiągnąć wysokość 225 km
  • TEXUS i MiniTEXUS, niemieckie programy rakietowe w Esrange dla programów badań nad mikrograwitacją DLR i ESA
  • Astrium prowadzi misje z rakietami sondującymi na zasadach komercyjnych, jako główny wykonawca ESA lub Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR).
  • MASER , szwedzki program rakietowy w Esrange dla programów badawczych ESA dotyczących mikrograwitacji
  • MAXUS , niemiecko-szwedzki program rakietowy w Esrange dla programów badań mikrograwitacji ESA
  • Pakistańska firma SUPARCO wystrzeliła serię rakiet sondujących Rehbar od 1962 do 1971 roku. W sumie wystrzelono 200 rakiet.
  • REXUS , niemiecko-szwedzki program rakietowy w Esrange dla studenckich programów eksperymentalnych DLR i ESA
  • Program rakiet sondujących NASA
  • JAXA obsługuje rakiety sondujące serii S : S-310 / S -520 / SS-520.
  • Firma Rocket Lab ze Stanów Zjednoczonych i Nowej Zelandii opracowała wysoce elastyczną serię rakiet sondujących Ātea do przenoszenia ładunków o masie 5–70 kg na wysokość 250 km lub większą
  • Rakiety Meteor były budowane w Polsce w latach 1963-1974.
  • Rakieta Kartika I została zbudowana i wystrzelona w Indonezji przez LAPAN w 1964 roku, stając się trzecią rakietą sondującą w Azji, po Japonii i Pakistanie.
  • Związek Radziecki opracował szeroko zakrojony program wykorzystujący rakiety, takie jak M-100 , najczęściej używane w historii; jego następcą przez państwo-następcę, Rosję , jest MR-20 , a później MR-30.
  • Brazylia wystrzeliwuje własne rakiety sondujące od 1965 roku. Największą i najbardziej aktualną rodziną rakiet są Sonda , które stanowią bazę badawczo-rozwojową dla brazylijskiej wyrzutni satelitarnej VLS, która wkrótce zostanie wystrzelona. Inne rakiety to VSB-30
  • Rakieta Paulet I została zbudowana i wystrzelona w Peru przez Narodową Komisję Badań i Rozwoju Lotnictwa i Kosmosu (CONIDA) w 2006 roku, stając się pierwszą rakietą sondującą w kraju i trzecią rakietą w Ameryce Południowej, po Brazylii i Argentynie.
  • The Experimental Sounding Rocket Association (ESRA) to organizacja non-profit z siedzibą w Stanach Zjednoczonych , która od 2006 roku prowadzi Międzyuczelniane Zawody Inżynierii Rakietowej (IREC).
  • ONERA we Francji wystrzeliła rakietę sondującą o imieniu Titus. Został opracowany do obserwacji całkowitego zaćmienia Słońca w Argentynie 12 listopada 1966 r. Titus był dwustopniową rakietą o długości 11,5 m, masie startowej 3,4 tony i średnicy 56 cm. Osiągnęła maksymalną wysokość 270 kilometrów. Titus został wystrzelony dwukrotnie w Las Palmas w Chaco podczas zaćmienia we współpracy z argentyńską agencją kosmiczną CNIE.
  • Mobilna Baza Rakietowa Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki ( DLR MORABA ) projektuje, buduje i obsługuje różne typy rakiet dźwiękowych i niestandardowe pojazdy w ramach wsparcia krajowych i międzynarodowych programów badawczych.
  • Interstellar Technologies to japońska firma, która opracowuje eksperymentalną rakietę sondującą MOMO.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne