Astronautik - Astronautics

Hubble-rymdteleskop över jorden (under STS-109- uppdraget)

Astronautik (eller kosmonautik ) är teorin och praktiken för att resa bortom jordens atmosfär in i yttre rymden . Rymdfärd är en av dess huvudsakliga tillämpningar och rymdvetenskap är dess övergripande område.

Termen astronautik (ursprungligen astronautik på franska ) myntades på 1920-talet av J.-H. Rosny , president för Goncourt-akademin , i analogi med flygteknik . Eftersom det finns en viss teknisk överlappning mellan de två fälten används termen rymd ofta för att beskriva båda samtidigt. 1930 publicerade Robert Esnault-Pelterie den första boken om det nya forskningsområdet.

Termen kosmonautik (ursprungligen kosmonautik på franska) introducerades på 1930-talet av Ary Sternfeld med sin bok Initiation à la Cosmonautique (Introduktion till kosmonautik) (boken gav honom Prix ​​REP-Hirsch , senare känd som Prix d'Astronautique, av French Astronomical Society 1934.)

Som med flygteknik kräver begränsningarna av massa, temperaturer och externa krafter att applikationer i rymden överlever extrema förhållanden: högkvalitativt vakuum , strålningsbombardemang av det interplanetära utrymmet och magnetbanden i låg jordbana . Rymslanseringsfordon måste motstå titankrafter, medan satelliter kan uppleva enorma temperaturvariationer under mycket korta perioder. Extrema begränsningar av massan får astronautiska ingenjörer att möta det ständiga behovet av att spara massa i konstruktionen för att maximera den faktiska nyttolasten som når banan .

Historia

Astronautikens tidiga historia är teoretisk: rymdresans grundläggande matematik grundades av Isaac Newton i hans avhandling 1687 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica . Andra matematiker, som schweizaren Leonhard Euler och den fransk-italienska Joseph Louis Lagrange, gav också viktiga bidrag på 1700- och 1800-talet. Trots detta blev astronautik inte en praktisk disciplin förrän i mitten av 1900-talet. Å andra sidan förbryllade frågan om rymdflygning den litterära fantasin hos sådana figurer som Jules Verne och HG Wells . I början av 20-talet, rysk cosmist Konstantin Tsiolkovsky härledde raketekvationen , den styrande ekvationen för en raketbaserad framdrivning , vilket möjliggör beräkning av den slutliga hastigheten hos en raket från massan av rymdfarkosten ( ), kombinerade massan av drivmedel och rymdfarkoster ( ) och avgashastigheten för drivmedlet ( ). ${\ displaystyle m_ {1}}$${\ displaystyle m_ {0}}$${\ displaystyle v_ {e}}$

${\ displaystyle \ Delta v \ = v_ {e} \ ln {\ frac {m_ {0}} {m_ {1}}}}$

Av de tidiga 1920-talet, Robert H. Goddard utvecklade vätske drivmedel raketer , som i några korta decennier skulle bli en kritisk komponent i designerna på sådana kända raketer som V-2 och Saturn V .

Den Prix d'Astronautique (Astronautics Prize) som utfärdas av Société astronomique de France , den franska astronomiska samhället, var förstapriset i detta ämne. Den internationella utmärkelsen, som inrättades av flyg- och astronautpionjären Robert Esnault-Pelterie och André-Louis Hirsch, gavs från 1929-1939 som ett erkännande av studien av interplanetära resor och astronautik.

I mitten av 1950-talet hade rymdloppet mellan Sovjetunionen och USA börjat.

Underdiscipliner

Även om många betraktar astronautik i sig som ett ganska specialiserat ämne, måste ingenjörer och forskare som arbetar inom detta område vara kunniga inom många olika områden.

• Astrodynamik : studiet av orbital rörelse. De som är specialiserade inom detta område undersöker ämnen som rymdfarkostbanor, ballistik och himmelsk mekanik.
• Rymdfarkostframdrivning : hur rymdfarkoster ändrar banor och hur de skjuts upp. De flesta rymdfarkoster har en mängd olika raketmotorer , och därför fokuserar de flesta forskningsinsatser på någon variation av raketframdrivning , såsom kemisk, kärnkraftig eller elektrisk.
• Rymdfarkostdesign : en specialiserad form av systemteknik som fokuserar på att kombinera alla nödvändiga delsystem för ett visst bärraket eller satellit .
• Kontroller : att hålla en satellit eller raket i sin önskade omlopp (som vid rymdfarkostsnavigering) och orientering (som vid attitydkontroll ).
• Rymdmiljö : även om det är mer en subdisciplin för fysik snarare än astronautik, utgör effekterna av rymdvädret och andra miljöfrågor ett allt viktigare studieområde för rymdfarkostdesigners.
• Bioastronautics

Relaterade studier

• Flyg- och flygindustrin
• Maskinteknik
• Fysik

Se även

• Atmosfärisk återinträde
• Frank Malina
• Franska rymdprogrammet
• Hermann Oberth
• Sergei Korolev
• Wernher von Braun

Referenser

Vidare läsning

• Mike Gruntman (2007). Från astronautik till kosmonautik . Booksurge. ISBN   9781419670855 .