Decollo e inserimento in orbita di una navicella spaziale

Come fanno le navicelle spaziali a decollare

(e a restare in orbita :)

Go!

Decollo

Per decollare, una navicella spaziale deve superare la forza di gravità terrestre, che la tiene saldamente sulla superficie del pianeta. Il primo passo è l'utilizzo di un sistema di propulsione potente, come i motori a razzo. I motori a razzo funzionano sulla base della terza legge di Newton, la legge di azione e reazione. Questa legge afferma che per ogni azione c'è una reazione uguale e opposta. I motori a razzo espellono gas ad alta velocità in una direzione, generando una forza di spinta che spinge la navicella nello spazio. Quando i motori a razzo vengono accesi, la spinta supera la forza di gravità e la navicella spaziale inizia ad alzarsi dalla superficie terrestre. È importante notare che durante il decollo, la navicella spaziale deve superare l'influenza dell'atmosfera terrestre, che crea una resistenza aerodinamica. Questa resistenza diminuisce man mano che la navicella si alza e l'atmosfera si fa sempre più rarefatta.

+ info forza C

Le due forze alla base dello stare in orbita

Una volta che la navicella spaziale è fuori dall'atmosfera terrestre, entra in uno stato di orbita attorno alla Terra. Per comprendere come si mantiene in orbita, è essenziale considerare due forze principali: la forza di gravità e la forza centrifuga.

+ info forza G

E sebbene la forza centrifuga possa indurre una sensazione di spinta verso l'esterno, la maestosità della forza di gravità ci ricorda sempre la forza inesorabile che ci tiene ancorati al suolo.

- Albert Einstein

1. Fase di prelancio

3.Fase di ascesa

Durante questa fase, la navicella spaziale è ancorata al suo veicolo di lancio sulla piattaforma di lancio. Vengono eseguiti i controlli finali e il carico del carburante. Il carburante viene caricato nei serbatoi della navicella spaziale e i sistemi di propulsione vengono preparati per il decollo.

Durante questa fase, la navicella spaziale si solleva dalla superficie terrestre e sale nell'atmosfera. La fisica coinvolta riguarda principalmente la dinamica del volo e la resistenza dell'aria. L'astronave deve superare la resistenza dell'aria che agisce su di essa mentre si sposta ad alte velocità. Aumentando gradualmente l'altitudine, la pressione atmosferica diminuisce e la resistenza dell'aria si riduce.

4.Fase di inserimento in orbita

2. Fase di Accensione

Questa è la fase finale del decollo, in cui la navicella spaziale raggiunge la velocità e l'altitudine necessarie per entrare in orbita attorno alla Terra. La fisica coinvolta riguarda principalmente la meccanica celeste e il concetto di orbita. La navicella spaziale deve raggiungere una velocità orbitale sufficiente per bilanciare la forza di gravità terrestre e consentirle di rimanere in un'orbita stabile intorno al nostro pianeta

In questa fase, i motori del veicolo di lancio vengono accesi per generare una forza sufficiente a contrastare la forza di gravità e iniziare ad alzare la navicella spaziale. La fisica coinvolta riguarda le leggi del moto e la terza legge di Newton, secondo la quale ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e opposta. La spinta dei motori genera un'azione verso il basso, mentre la navicella spaziale subisce una reazione verso l'alto.

Velocità orbitale

La velocità orbitale è la velocità minima richiesta per mantenere una traiettoria orbitale stabile attorno alla Terra. Dipende dall'altitudine dell'orbita e dal corpo celeste intorno al quale si sta orbitando. Per esempio, l'orbita terrestre bassa richiede una velocità di circa 28.000 km/h.

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Controllo dell'assetto

Controllo dell'assetto: Per mantenere la stabilità in orbita, le navicelle spaziali utilizzano i motori di controllo dell'assetto. Questi motori consentono di regolare la direzione e l'orientamento della navicella nello spazio. Attraverso brevi impulsi di propulsione, la navicella può correggere la sua traiettoria e compensare eventuali forze esterne, come la pressione della luce solare o la resistenza atmosferica residua.

video su tutto il processo di decollo e inserimento in orbita

video che rappresenta tutti i concetti spiegati