Ето защо всички предпочитат да изстрелват своите ракети колкото се може по-близо до екватора

Днес в Космоса се изстрелват много повече ракети, отколкото когато и да било преди. Може би сте забелязали, че повечето от тези ракети излитат от стартови площадки, разположени сравнително близо до земния екватор. Как може да се обясни това?

Космическият център в Гвиана е пример за това. Базата се използва за изстрелване на търговски и научни сателити, както и за мисии на Европейската космическа агенция, и се намира в Куру, Френска Гвиана, на 5° северна ширина. Други примери са Космическият център Кенеди на източния бряг на Флорида и Космическият център Байконур в Казахстан, който се използва за изстрелването на руските ракети.

Разбира се, последните два центъра са по-далеч от екватора, отколкото центъра в Гвиана, но изборът на мястото за изстрелване зависи и от други фактори, като например географските ограничения или политическите съображения. Главното е, че те трябва да са възможно най-близо до екватора.

Едно от най-важните ограничения, които трябва да се вземат предвид при изстрелването на една ракета, е нейната маса. Около 85% от масата на една компетентно проектирана ракета-носител е горивото. Всичко останало, от конструкцията на ракетата до полезния товар върху нея (наричано общо „суха маса“), обикновено е само 15% от общата маса. Така че горивният фактор е важен. Горивото е скъпо (в зависимост от вида му). Освен това, колкото по-малко ракетно гориво се използва, толкова повече полезни товари могат да бъдат интегрирани.

Казано с други думи, в интерес на създателите и операторите на ракетите е да изразходват възможно най-малко гориво за достигане на зададената орбита, откъдето идва и идеята да се доближат възможно най-близо до земния екватор.

Въртенето на Земята

Близостта до земния екватор дава възможност да се използва по-високата скорост на въртене на Земята. Трябва да се има предвид, че на екватора Земята се върти от запад на изток със скорост около 1670 километра в час, а с приближаването към полюсите тази скорост постепенно намалява. Следователно ракета, изстреляна от база в близост до екватора, където Земята е с по-висока скорост на въртене, ще има начална кинетична енергия. Тази допълнителна енергия дава възможност на ракетата да използва по-малко гориво за достигане на дадена орбита или да извежда в космоса по-големи товари.

Да разгледаме следния пример: за да изведе в орбита сателит на височина 300 км, ракетата трябва да развие скорост от почти 8000 метра в секунда. На екватора обаче ние вече се движим със скорост почти 500 метра в секунда (около 1650 км/ч) спрямо центъра на Земята. Така че е необходимо само такова количество гориво, което да позволява достигане на скорост от 7500 метра в секунда, но не повече от 8000 метра в секунда.

Освен това изстрелването на ракета близо до екватора позволява да се използва малко по-слабото гравитационно поле на Земята на тази географска ширина, което също улеснява достигането на орбита. И накрая, трябва да се отбележи, че немалко сателити, изведени в космоса, са в геостационарна орбита. Тази орбита преминава през равнина, която се намира над екватора. При изстрелване от регион, разположен близо до екватора, пътят до желаната орбита става по-кратък.

Това не е абсолютно правило. Някои предпочитат да изстрелват ракетите си по-близо до полюсите. Това зависи главно от техническите изисквания на мисията. Така например някои трябва да извеждат сателити в полярни орбити. В рамките на всяка орбита те ще преминават над земните полюси, за да анализират определени части от земното кълбо с цел наблюдение или картографиране.

Ако трябва да изведете сателити в полярна орбита, най-добре е този път да използвате стартова площадка колкото се може по-на север. Това е така, защото ракетите за полярни орбити трябва да се движат в посока, обратна на въртенето на Земята.

Също така, по-друг начин стоят нещата, когато е необходимо да се изстреля ракета в посока противоположна на въртенето на Земята. В този случай, ако се намираме на екватора, трябва да използваме допълнителна енергия, за да погасим скоростта на въртене на планетата. Затова в подобни много редки случаи е по-добре ракетата да бъде изстреляна от някой от полюсите на Земята.