Handlinger tilknyttet webside

Raketsimulator

I raketsimulatoren kan du bygge din egen raket og sende et rumfartøj i kredsløb om Jorden.

 

Space shuttle launchFor at sende noget i kredsløb om Jorden, skal det bevæge sig med en forholdsvis høj hastighed. Raketmotorer er indtil videre den eneste måde at opnå den nødvendige hastighed på. Den nødvendige hastighed afhænger af, hvor langt væk fra Jorden, satellitten skal gå i kredsløb (dvs. banens radius) og udtrykkes ved følgende formel:

 

 

Hvor:
M er planetens masse (Jordens masse er 5,973x1024 kg)
r er afstanden fra planetens centrum og ud til satellitten i meter
G er den universelle tyngdekonstant (6,6742x10-11 N m2 kg-2)
v er satellittens hastighed i meter pr sekund [kun for cirkulære kredsløb]


Bemærk, at hastigheden ikke afhænger af satellittens masse.


For at bygge din raket, skal du træffe en række valg: 

• Antal rakettrin

(bestemmes ved at klikke på den lille raket nederst på skærmen)

De fleste rumraketter er opbygget af to eller flere “trin”, som antændes et efter et. Når et trin er brugt, kastes det væk for at skære ned på rakettens vægt. De forskellige trin er tilpasset de forskellige forhold på vej op gennem atmosfæren og ud i rummet.

Det første trin skal løfte hele raketten op fra Jorden, og det kræver enorme kræfter og dermed en stor mængde brændstof. Derfor kan det første trin veje flere hundrede ton. Det første trin er desuden beregnet til at fungere i atmosfæren.

De følgende trin er beregnet til flyvning i rummet, hvor der ikke er et atmosfærisk lufttryk. Det betyder, at de kan undvære bl.a. hurtige pumper og avancerede kølesystemer.

• Brændstofmængde i ton

(Hvor meget brændstof hvert trin skal indeholde)

Det mest almindelige brændstof til rumraketter er flydende brændstof, specielt brint og ilt på flydende form. Denne cocktail bliver blandt andet anvendt på ESAs Ariane 5 raket, NASAs rumfærge samt en række andre raketter. Flydende brændstof har den fordel, at man kan justere afbrændingen ved at ændre på, hvor meget brændstof der bliver pumpet ind i forbrændingskammeret. Det giver mulighed for at slukke for en raket, når man ønsker det.

En anden type raketbrændstof er fast brændstof, hvor en massiv klump materiale antændes som et stearinlys og brænder, til det er væk. Forbrændingen kræver ilt, som stearinlyset får fra atmosfæren, men når man kommer over 10-15 km højde, er der ikke nok ilt i atmosfæren til forbrænding. Derfor blander man brændstoffet og oxidatoren, som erstatter ilten i atmosfæren, sammen i ét materiale. Problemet ved denne blanding er, at når man først har antændt raketten, så kan den ikke slukkes igen. Derfor er det typisk kun det første trin på en raket, der benytter brændstof på fast form.

• Brændstofforbrug pr. sekund samt udstødelseshastigheden

(Hvor hurtigt brændstoffet skal brændes af samt hastigheden, som brændstoffet skydes ud af raketten med)

Raketter brugt til opsendelse af rumfartøjer, er kemiske raketter, hvor et materiale (typisk en væske eller fast stof) bliver antændt. Forbrændingen danner en gas, som udvider sig og med høj hastighed bliver presset ud af raketten. Når gassen presses ud, leverer den et tryk, der skubber raketten i den modsatte retning. Det er den kraft, der får raketten til at bevæge sig.

Rakettens fart afhænger både af massen af brændstoffet, og hvor hurtigt det bliver presset ud af raketdyssen.
Det er samme princip, som hvis man sidder på en kontorstol med hjul og kaster en bowlingkugle væk fra sig. Jo hårdere og dermed hurtigere man kaster kuglen, des mere ruller stolen tilbage. Kaster man i stedet en golfkugle, skal man kaste meget hårdere for at få stolen til at bevæge sig lige så meget.

Hvis vi siger, at en bowlingkugle vejer 100 gange så meget som en golfkugle, gælder der desuden, at hvis man kaster en bowling kugle per sekund med en bestemt hastighed, skal man kaste 100 golfkugler pr. sekund for at flytte stolen lige så meget. Stolens (rakettens) hastighed afhænger altså både af kuglernes (brændstoffets) masse og af den hastighed, de kastes med.

• Nyttelastens vægt

(Vægten af det, der skal i kredsløb, fx en satellit)

Nyttelasten er den satellit eller det rumfartøj, som man vil sende i kredsløb om Jorden og måske videre ud i rummet. Jo tungere nyttelasten er, des mere kraft og dermed mere brændstof, skal der til, for at accelerere det op til den nødvendige hastighed. Derfor forsøger rumingeniørerne altid at begrænse vægten af satellitter og rumfartøjer.
 

opsend

Klar til affyring!

Når du har valgt og indstillet alle parametre, er raketten klar til affyring.

Rakettens hastighed kan aflæses øverst til højre på skærmen. Hvis hastigheden er for lille, kan lasten ikke gå i kredsløb.

Under opbygningen af raketten, gives der forslag til mulige værdier for hvert felt. Værdierne er taget fra virkelighedens raketter, og er ment som et fingerpeg.


Spørgsmål:

Er der flere måder at sammensætte en raket, så den kan løfte den samme last i kredsløb i den samme højde?