Почему ракету запускают вертикально, а не разгоняют по полосе как самолёт?
Самолёты взлетают, разгоняясь по полосе. Почему ракеты стартуют строго вертикально вверх, а не разгоняются горизонтально, как самолёт? Так ведь было бы проще?
2 ответа
Ракета стартует вертикально, чтобы как можно быстрее пройти плотные нижние слои атмосферы, где воздух сильнее всего тормозит и греет.
Главный враг на старте — сопротивление воздуха. Внизу атмосфера густая, и движение в ней «съедает» топливо и нагревает корпус. Поэтому выгодно прошить эти километры по кратчайшему пути — прямо вверх, где воздух быстро редеет.
Но вертикальный полёт — это только начало. Чтобы выйти на орбиту, ракете нужна не столько высота, сколько огромная горизонтальная скорость (v1 ≈ 7.9 км/с). Поэтому уже через минуту-другую ракета начинает плавно заваливаться вбок — этот манёвр называют гравитационным разворотом. Она постепенно переходит от вертикали почти к горизонтали и разгоняется «вбок», чтобы не упасть обратно, а выйти на круговую орбиту.
Почему не как самолёт по полосе? Самолёт держится за счёт крыльев и воздуха. Ракете нужна скорость в десятки раз больше самолётной, и набрать её в плотном воздухе у земли невозможно — сопротивление и нагрев погубили бы аппарат. Проще быстро уйти вверх из атмосферы, а уж там разгоняться вбок.
Частая ошибка: думать, что орбита — это «высоко». Орбита — это в первую очередь очень быстро, а не просто высоко.
Коротко: вертикально — чтобы быстрее выскочить из плотного воздуха, который тормозит и греет. А затем ракета заваливается вбок (гравитационный разворот) и набирает горизонтальную скорость ~7.9 км/с — именно она, а не высота, удерживает аппарат на орбите. Самолётный разгон по полосе тут не сработает: нужна слишком большая скорость.