دلایل پرتاب موشک‌ها به سمت شرق چیست؟

4 هفته پیش

0 69,443 خواندن این مطلب 3 دقیقه زمان میبرد

چرا موشک‌ها بیشتر به سمت شرق پرتاب می‌شوند؟

وقتی که فیلم پرتاب یک موشک فضایی را تماشا می‌کنیم، یک نکته‌ی مشترک به وضوح دیده می‌شود: اکثر موشک‌ها به سمت شرق حرکت می‌کنند. این موضوع تصادفی نیست و به یکی از اصول ساده فیزیک مربوط می‌شود؛ زمین در حال چرخش است و موشک‌ها سعی دارند از این حرکت به صورت رایگان بهره‌برداری کنند.

زمین به موشک‌ها سرعت می‌دهد

سطح زمین در حال چرخش به دور محور خود است. سرعت این چرخش در نزدیکی خط استوا بیشتر از مناطق قطبی است؛ به طوری که یک نقطه روی خط استوا با سرعتی حدود ۱٬۶۷۰ کیلومتر بر ساعت به دور زمین می‌چرخد. وقتی موشک از سکویی نزدیک استوا به سمت شرق پرتاب می‌شود، پیش از روشن شدن موتورهای قوی‌اش، از همین سرعت اولیه استفاده می‌کند. به زبان ساده، موشک هنگام بلند شدن مقداری از سرعت چرخش زمین را با خود دارد و برای رسیدن به مدار به سوخت کمتری نیاز پیدا می‌کند.

چالش‌های پرتاب به سمت غرب

اگر موشک به سمت غرب پرتاب شود، ابتدا باید سرعتی که زمین به آن داده را خنثی کند و سپس سرعت بیشتری برای رسیدن به مدار به دست آورد؛ این یعنی مصرف سوخت بیشتر و نیاز به موشک قوی‌تری. برای مثال، موشکی که از نزدیکی خط استوا به سمت شرق پرتاب می‌شود، می‌تواند صدها متر بر ثانیه سرعت اضافی از چرخش زمین دریافت کند. این مقدار در مأموریت‌های فضایی که هر کیلوگرم وزن اهمیت دارد، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند.

مدارهای نزدیک زمین و اهمیت سرعت

بیشتر ماهواره‌ها در مدار نزدیک زمین حرکت می‌کنند؛ مداری که به آن مدار پایینی زمین یا LEO گفته می‌شود. برای ماندن در این مدار، ماهواره باید با سرعتی حدود ۲۸ هزار کیلومتر بر ساعت حرکت کند. بخش زیادی از انرژی موشک صرف رسیدن به همین سرعت افقی می‌شود، نه فقط بالا رفتن. به همین دلیل، هر کمکی از طرف زمین می‌تواند هزینه‌ی پرتاب را کاهش دهد.

چرا همه موشک‌ها از شرق پرتاب نمی‌شوند؟

با وجود مزیت حرکت به سمت شرق، همیشه این مسیر بهترین گزینه نیست. مسیر پرتاب باید با هدف مأموریت هماهنگ باشد. برای مثال، ماهواره‌هایی که باید در مدار قطبی قرار بگیرند، معمولاً به سمت شمال یا جنوب پرتاب می‌شوند. در این نوع مدارها، موشک نمی‌تواند از تمام مزیت چرخش زمین استفاده کند، اما مسیر قطبی برای مشاهده‌ی کل سطح زمین مناسب‌تر است.

موقعیت جغرافیایی پایگاه پرتاب نیز اهمیت زیادی دارد. پایگاه‌هایی که نزدیک خط استوا قرار دارند، بیشترین سرعت کمکی را دریافت می‌کنند. به همین دلیل، کشورهایی مانند آمریکا، فرانسه و ژاپن پایگاه‌هایی در مناطق جنوبی یا نزدیک دریا ساخته‌اند تا بتوانند پرتاب‌های شرقی امن‌تری داشته باشند.

یک دلیل دیگر برای انتخاب مسیر شرق، مسائل ایمنی است. موشک‌ها هنگام پرتاب و جداسازی بخش‌های مختلف، قطعاتی را از دست می‌دهند که ممکن است سقوط کنند. بسیاری از پایگاه‌های فضایی در نزدیکی ساحل ساخته شده‌اند تا موشک‌ها بتوانند به سمت اقیانوس پرواز کنند و خطر سقوط قطعات روی مناطق مسکونی کاهش یابد.

استثنا: موشک‌هایی که خلاف جهت زمین حرکت می‌کنند

گاهی مهندسان عمداً برخلاف جهت چرخش زمین پرتاب انجام می‌دهند. این کار معمولاً زمانی انجام می‌شود که هدف، قرار دادن ماهواره در مداری خاص یا رسیدن به مسیر مشخصی باشد. برای نمونه، پرتاب‌های برخی ماهواره‌های جاسوسی یا مأموریت‌های خاص ممکن است به مسیرهایی نیاز داشته باشند که مزیت سرعت چرخش زمین در آن‌ها اهمیت کمتری دارد.

چرخش زمین، سوخت پنهان موشک‌ها

پرتاب موشک به سمت شرق در واقع یک ترفند ساده اما بسیار مهم است: استفاده از انرژی‌ای که زمین از قبل در اختیار ما گذاشته است. موشک‌ها برای رسیدن به فضا فقط با موتورهای عظیم خود نمی‌جنگند؛ آن‌ها از حرکت سیاره‌ای که روی آن زندگی می‌کنیم نیز کمک می‌گیرند. به همین دلیل، مسیر بسیاری از پرتاب‌های فضایی از روی نقشه شبیه یک انتخاب ساده به نظر می‌رسد، اما پشت آن محاسبات دقیق فیزیک، هزینه‌ی سوخت، ایمنی و هدف مأموریت قرار دارد.