Vì sao phóng tàu vũ trụ phải dùng tên lửa nhiều tầng?

Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên Mặt trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc này.

Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9km/s để thoát khỏi sức hút của Trái đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1g muốn thoát khỏi Trái đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40 W trong 1 giờ.

Vì sao phóng tàu vũ trụ phải dùng tên lửa nhiều tầng?
Tên lửa bay được là nhờ vào việc chất khí phụt ra phía sau tạo nên một phản lực.

Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ vào việc chất khí phụt ra phía sau tạo nên một phản lực. Khí phụt ra càng nhanh, tên lửa bay càng chóng. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài đòi hỏi phải có tốc độ phụt khí rất cao ra, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.

Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cách thoả đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.

Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động… cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9km/s trở lên để bay quanh Trái đất hoặc thoát khỏi Trái đất.

Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiêu liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5km/s, tỷ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.

Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Vì sao sau khi xây xong đập Tam Hiệp, Trung Quốc phải thả vào 10.000 con cá?

Vì sao sau khi xây xong đập Tam Hiệp, Trung Quốc phải thả vào 10.000 con cá?

Đập Tam Hiệp nằm ở Tam Đẩu Bình, Nghi Xương, tỉnh Hồ Bắc là đập thủy điện lớn nhất thế giới, mang lại khả năng kiểm soát lũ hằng năm trên sông Dương Tử và nguồn lợi kinh tế lớn cho Trung Quốc.

Đăng ngày: 24/10/2020
Vì sao Frederic Chopin trăn trối lấy trái tim khỏi cơ thể nếu bị chôn sống?

Vì sao Frederic Chopin trăn trối lấy trái tim khỏi cơ thể nếu bị chôn sống?

Sinh năm 1810, Frederic Chopin là nghệ sĩ dương cầm và nhà soạn nhạc vĩ đại người Ba Lan. Một sự thật khó tin là ông mắc nỗi sợ bị chôn sống.

Đăng ngày: 24/10/2020
Vì sao miền Bắc liên tiếp nắng như đổ lửa, khác hẳn mọi năm?

Vì sao miền Bắc liên tiếp nắng như đổ lửa, khác hẳn mọi năm?

Nếu theo chu kỳ mọi năm thì mùa hè ở miền Bắc thường có những ngày nắng nóng đan xen những đợt mưa dông. Nhưng năm nay dường như đã thay đổi khi nhiều đợt nắng nóng gay gắt kéo dài nhiều ngày và chưa có dấu hiệu khi nào mới chấm dứt.

Đăng ngày: 24/10/2020
Vì sao mưa lũ ở Trung Quốc nghiêm trọng hơn mọi năm?

Vì sao mưa lũ ở Trung Quốc nghiêm trọng hơn mọi năm?

Trung Quốc ngày càng dễ tổn thương trước các hiện tượng thời tiết cực đoan do biến đổi khí hậu và rủi ro của sự phát triển quá mức đối với các vùng đất ven sông, theo chuyên gia.

Đăng ngày: 24/10/2020
Tại sao không có hổ trên thảo nguyên Mông Cổ?

Tại sao không có hổ trên thảo nguyên Mông Cổ?

Loài hổ có mặt cả ở Nga, Trung Quốc, Đông Nam Á và thậm chí là cả ở Trung Á, nhưng tại sao lại không có mặt ở Mông Cổ?

Đăng ngày: 24/10/2020
Vì sao máy bay

Vì sao máy bay "mở điều hòa" tỏa hơi sương mỗi khi cất, hạ cánh?

Những điều thú vị xảy ra trên máy bay thường khiến các hành khách vô cùng ngạc nhiên.

Đăng ngày: 24/10/2020
Tại sao nhà vô địch ăn nhanh có thể

Tại sao nhà vô địch ăn nhanh có thể "xơi" 74 chiếc xúc xích trong 10 phút?

13 năm tham dự cuộc thi ăn, Joey Chestnut đã liên tục giành chiến thắng 12 lần. Thành công của anh đã thu hút sự chú ý của giới khoa học. Họ cho rằng anh chiến thắng là nhờ vào di truyền, tâm lý và chăm chỉ luyện tập

Đăng ngày: 24/10/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News