Cum funcționează o rachetă balistică?

O rachetă balistică este un tip de rachetă mare și puternică concepută pentru a livra un focos pe distanțe mari către o țintă predeterminată. Rachetele balistice urmează traiectorii suborbitale, atingând altitudini spațiale (100 km+) și ieșind din atmosfera Pământului, în unele cazuri călătorind până la 1,200 km peste suprafață pentru rachetele balistice intercontinentale. Astfel de rachete sunt numite „balistice”, deoarece după o fază inițială de impuls, restul cursului este de obicei determinat de balistică. O linie parabolică netedă.

Rachetele balistice vin în multe forme și dimensiuni. În Statele Unite, rachetele balistice sunt împărțite în patru clase de rază de acțiune:
rachetă balistică intercontinentală (ICBM) – peste 5500 de kilometri
rachetă balistică cu rază intermediară (IRBM) – 3000 până la 5500 de kilometri
rachetă balistică cu rază medie de acțiune (MRBM) 1000 până la 3000 de kilometri
rachete balistice cu rază scurtă de acțiune (SRBM) până la 1000 de kilometri

Pentru distanțe mai mici de 350 km, racheta balistică nu părăsește niciodată atmosfera Pământului. Rețineți că singurele trei rachete balistice utilizate vreodată în luptă erau doar în categoria cu rază scurtă de acțiune și conțineau explozibili convenționali. Cele mai multe rachete balistice existente astăzi sunt menite să transporte focoase nucleare, deși niciuna dintre acestea nu a fost încă folosită în război.

Rachetele balistice folosesc combustibil solid sau lichid. Rachetele mai vechi, cum ar fi racheta V2 folosită de Germania nazistă în timpul celui de-al doilea război mondial și primele rachete balistice construite de SUA, foloseau combustibil lichid. În multe cazuri, combustibilul dintr-o rachetă balistică cu combustibil lichid este hidrogen lichid, în timp ce oxidantul este oxigen lichid. Cele două trebuie menținute la temperaturi criogenice sau revin în fază gazoasă. În timpul lansării, cele două gaze sunt pompate rapid din camerele de stocare în prezența unei scântei, care aprinde amestecul și propulsează racheta înainte. Produsul secundar al combustibilului care arde sunt vaporii de apă.

Fazele lichide ale acestor hidrogen și oxigen sunt de dorit pentru rachete datorită densității lor de energie îmbunătățite față de faza gazoasă. Un alt avantaj este că rachetele balistice cu propulsie lichidă pot avea motoarele accelerate, oprite sau repornite după cum se dorește. Un dezavantaj este că depozitarea unor astfel de rachete este o bătaie de cap, deoarece combustibilul necesită refrigerare constantă pentru a fi gata de lansare.

O altă varietate de propulsoare lichide sunt propulsoarele hipergolice. Propulsanții hipergolici se aprind la contact, nefiind nevoie de nicio sursă de aprindere. Acest lucru este util pentru pornirea și repornirea frecventă pentru aplicațiile de manevrare în spațiu. Cea mai populară versiune folosește monometil hidrazină (MMH) pentru combustibil și tetroxid de azot (N2O4) pentru oxidant.
Rachetele balistice mai moderne folosesc combustibili solizi, deoarece sunt mai ușor de depozitat și întreținut. Naveta spațială, de exemplu, folosește două propulsoare solide reutilizabile, fiecare umplută cu 1.1 milioane de lire sterline (453,600 kg) de propulsor. Combustibil utilizat în pulbere de aluminiu (16%), cu pulbere de fier (0.07%) ca catalizator și perclorat de amoniu (70%) ca oxidant.

Majoritatea rachetelor balistice sunt concepute pentru a-și atinge ținta în 15 și aproximativ 30 de minute, chiar dacă ținta se află în cealaltă parte a lumii. Pentru că sunt atât de esențiale pentru securitatea națională, sunt printre cele mai atent construite mașini de pe planetă.