1. Propulsione a razzo:
* La terza legge di Newton: Il principio fondamentale alla base della propulsione a razzo è la terza legge di movimento di Newton:"Per ogni azione, c'è una reazione uguale e opposta". I razzi espelleno il gas caldo e ad alta pressione (propellente) verso il basso, creando una forza verso l'alto che spinge il razzo verso l'alto.
* Tipi di motori a razzo: Diversi tipi di motori a razzo vengono utilizzati in base alla missione. Il tipo più comune è il motore a razzo a propulsione liquido , che brucia carburanti liquidi come cherosene e ossigeno liquido. I razzi di propellenti solidi sono più semplici ma meno controllabili.
* Rocket multi-stage: La maggior parte dei veicoli spaziali utilizza missili in più stadi. Ogni fase è un razzo separato con il proprio motore e carburante. Mentre uno stadio si esaurisce il carburante, si stacca, riducendo il peso complessivo e consentendo alla fase successiva di accelerare ulteriormente il veicolo spaziale.
2. Velocità di gravità e fuga:
* Gravità della Terra: La gravità della Terra tira tutto verso il suo centro, rendendo difficile fuggire.
* Velocità di fuga: Per sfuggire alla gravità della Terra, un veicolo spaziale deve raggiungere una velocità specifica chiamata Velocità di fuga, che è di circa 11,2 chilometri al secondo (7 miglia al secondo). A questa velocità, l'energia cinetica del veicolo spaziale (energia del movimento) supera la trazione gravitazionale della Terra.
3. Aerodinamica e traiettoria:
* Design aerodinamico: La forma del veicolo spaziale e dei razzi che lo trasportano è attentamente progettata per ridurre al minimo la resistenza all'aria (trascinamento) durante la fase di lancio. Ciò consente un'accelerazione efficiente.
* Traiettoria di lancio: Il veicolo spaziale segue una traiettoria specifica, di solito un percorso curvo che massimizza l'efficienza ed evita ostacoli come edifici e montagne. Questa traiettoria aiuta anche il veicolo spaziale a raggiungere l'orbita desiderata.
4. Sistemi di orientamento e controllo:
* Computer e sensori: I computer e i sensori avanzati monitorano continuamente la posizione, la velocità e l'atteggiamento (orientamento) del veicolo spaziale durante il lancio.
* Sistemi di controllo: I sistemi di controllo utilizzano attuatori (come i propulsori) per regolare la spinta e la direzione del razzo per mantenere la traiettoria desiderata e garantire un lancio sicuro e di successo.
5. Separazione spaziale:
* Farellaggio del payload: Il veicolo spaziale stesso è in genere racchiuso in una "carenatura del carico utile" protettiva durante il lancio. Questa carenatura riduce la resistenza e protegge il veicolo spaziale dall'intenso calore e pressione durante l'ascesa atmosferica.
* Separazione: Una volta che il razzo ha raggiunto un'altitudine abbastanza elevata, la carenatura del payload si separa dal veicolo spaziale, permettendogli di continuare il suo viaggio verso la sua destinazione.
In sintesi, il veicolo spaziale si lancia nello spazio usando potenti razzi che superano la gravità della Terra e li spingono all'orbita desiderata. Il processo prevede ingegneria sofisticata, calcoli precisi e una profonda comprensione della fisica.
