Háttérismeret

Ciolkovszkij rakéta-egyenlete idealizált gravitáció és légellenállás nélküli (vákuum) esetre:

Ahol
  • v(t) a rakéta sebessége a t időpillanatban, 
  • vg a rakétát elhagyó gázsugár sebessége a rakétához képest (jellemző érték kémiai hajtóanyag esetén: 4,5 km/s),
  • m0 a rakéta induló tömege és
  • m(t) a rakéta tömege az indulástól számított t idő múlva.

A híres Ciolkovszkij-képletből kitűnik, hogy a rakéta végsebessége a kiáramló gázok sebességétől és a szerkezet tömegarányától függ (ez a rakéta és az üzemanyag együttes tömegének és a rakéta tömegének a hányadosa).

Elméleti háttér

Egyszerűsített esetben (gravitáció és légellenállás nélkül), ha a rakéta saját tömege M0, az üzemanyag kiinduló tömege m0, akkor az üzemanyag változó tömege: , ahol az időegység alatt kiáramló gáz tömege. Ha u a kiáramló gáz sebessége, akkor fölírhatjuk: Az egyenletből a sebességre adódik: Mivel az üzemanyag mennyisége véges, a rakéta maximum sebességet érhet el. A v(t) függvény menete ennek megfelelően egy konstansba átmenő görbe.

Kapcsolódó érdekességek

Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij 1857-ben született Izsevszkben. 1879-től Borovszkban, majd 1898-tól Kalugában tanított. Kezdetektől fogva érdeklődött az űrrepülés iránt. 1883-ban közölt tudományos naplójában állapította meg, hogy a világűrben való mozgásra a hatás-ellenhatás törvényén működő rakéta a legalkalmasabb eszköz. A rakéta mozgásának elméletével 1896-tól foglalkozott behatóbban, legfontosabb eredményeit 1903 és 1914 között tette közzé. Elsőként határozta meg a rakétamozgás alapegyenletét, vizsgálta a rakéta hatásfokát és a légellenállás hatását. 1929-ben publikálta többlépcsős rakétákra vonatkozó elméletét. A tudományos közvélemény Ciolkovszkijt tekinti a rakétaelmélet megalapozójának. Ciolkovszkij 1935-ben Kalugában hunyt el, nevét egy kisbolygó és egy kráter viseli a Holdon.