Nav viegli nogādāt kosmosā mākslīgo pavadoni jeb satelītu. Lai kaut ko paceltu gaisā, ir nepieciešams liels spēks neatkarīgi no tā, vai tam ir jānokļūst zemākajā Zemes orbītā (līdz 160 km augstumam) vai daudz tālāk. Turklāt kosmosā ir jāpaceļ ne tikai pavadonis, bet arī pati milzīgā raķete, kura to nes, un liels daudzums raķešdegvielas.

Dzinēji

Parastos motoros jeb dzinējos notiek griezes kustība, bet raķešdzinēji ir citādi – tie ir reaktīvie dzinēji. Iedomājies, ka stāvi uz skrituļdēļa un turi rokās ugunsdzēsības šļūteni, no kuras šļācas spēcīga ūdens strūkla. Tai šaujoties ārā no šļūtenes uzgaļa, notiek arī pretdarbība – skrituļdēlis tiek grūsts atpakaļ strūklakai pretējā virzienā. Dzēšot uguni, šļūteni dažkārt tur pat vairāki ugunsdzēsēji, jo tās pretdarbība ir ļoti spēcīga. Pēc tāda paša principa darbojas raķešdzinēji, tikai tajos ūdens vietā ir gāzes, kas rodas, sadegot raķešdegvielai.

Lai radītu dzinējspēku, raķešdzinējā degvielu sajauc ar skābekli un šo maisījumu aizdedzina, taču, tā kā kosmosā nav skābekļa, raķetēm lielā tvertnē ir jāved līdzi savi sašķidrinātā skābekļa krājumi.

Raķetes stars

Raķetes tiek palaistas īpašā starta laukumā no milzīga rāmja, kuram ir divi uzdevumi. Pirmkārt, tas ļauj inženieriem un mehāniķiem uzpildīt raķeti ar degvielu un pārbaudīt raķetes ārpusi, lai atklātu iespējamos bojājumus. Otrkārt, raķetēm pirms pacelšanās ir nepieciešams atbalsts. Tās pie rāmja piestiprina ar speciālām skrūvēm, kurās ir nedaudz sprāgstvielas. Kad raķete ir gatava pacelties, šīs sprāgstvielas tiek aizdedzinātas, skrūves salūst, un raķete var lidot gaisā.

Cietās degvielas paātrinātāji

Galvenās raķetes sānos atrodas milzīgi dzinēji, kuri rada papildu grūdienu, lai raķete no starta laukuma varētu pacelties gaisā. Tajos izmanto cieto degvielu, kas ir līdzīga šaujampulverim, taču tai ir piejauktas vielas, kuras ļauj tam degt vienmērīgi, nevis uzreiz eksplodēt. Cietā degviela ir drošāka un lētāka par šķidro, taču tai ir noteikts degšanas ātrums (to nevar palielināt vai samazināt), un, kad šāda raķete ir iedarbināta, to vairs nevar apstādināt.

Šķidrā degviela

Vairumam raķešu galvenajā daļā atrodas šķidrā degviela, kas tiek uzglabāta divās atsevišķās tvertnēs. Parasti vienā no tām ir sašķidrināts skābeklis, bet otrā – īpaša petroleja vai šķidrs ūdeņradis. Sastāvdaļas no abām tvertnēm iesūknē lielā sadegšanas kamerā, kur tās tiek sajauktas un aizdedzinātas. Tām sadegot, rodas gāzes, kas izšaujas ar raķetes ātrumu 8000 – 16 000 kilometru stundā.

Kas notiek tad, kad pēc pacelšanās no Zemes un nonākšanas augstāk gaisā visa degviela galvenajā tvertnē tiek izlietota? Lielākā daļa no raķetes atdalās un nokrīt uz Zemes, un ceļu kosmosā turpina nākamā pakāpe, kas atrodas augšdaļā un kam ir pašai savs dzinējs un degviela. Dažreiz raķetes daļas, kas nokrīt uz zemes, var salabot un izmantot vēlreiz.

Raķetes krava

Raķetes uzdevums parasti ir nogādāt kosmosā kādu īpašu kravu. Tajā var būt, piemēram, pavadonis, kas pārraidīs televīzijas programmas uz kādu vietu pasaulē, vai arī īpašs zinātniskais aprīkojums eksperimentiem kosmosā, vai varbūt pat astronautu komanda. Tāda raķete kā šī var nogādāt kosmosā pavadoņus, kas sver pat 6800 kilogramu – tikpat, cik skolēnu autobuss.

Kopš 1957. gada “Atlas” raķetes ir kļuvušas par vienu no kosmosa izpētes “darba zirgiem”. Tās nogādājušas kosmosā simtiem pavadoņu, kā arī komerciālas un militāras iekārtas. Šīs raķetes ir pacēlušas kosmosā arī “Pioneer” kosmosa kuģus, kas palidojuši garām Saturnam un Jupiteram un devušies vēl tālāk.

Pavadoņa nogādāšana kosmosā

Zemei apkārt riņķo vairāk nekā tūkstotis pavadoņu, kuri veic dažādus uzdevumus. Daži atrodas kosmosā, lai mēs varētu skatīties televīziju, citi nodrošina navigācijas iespējas, daži palīdz sazināties ar cilvēkiem no tālām vietām, bet citi palīdz prognozēt laikapstākļus. Kad raķete ir nonākusi līdz plānotajai orbītai, pavadonim ir laiks sākt darboties.

NASA modernais sakaru tehnoloģiju pavadonis (ACTS) tika palaists 1993. gadā. Tajā uzstādīts aprīkojums, kas ļauj lielā ātrumā pārraidīt elektroniskos datus (attēlus, video un audio failus) uz nomaļām Zemes vietām. Šis pavadonis vairs netiek izmantots praksē, bet noder studentu apmācībā.

Orbītu veidi

Ir vairāki orbītu veidi, kuros pavadonis var riņķot ap Zemi. Pavadoņa orbīta var būt zema, vidēja vai augsta. Zemā orbīta atrodas 160 – 2000 km augstumā virs Zemes. Vidējā orbīta ir 2000 – 35 000 kilometru augstumā, bet augstāk par 35 000 kilometru ir Zemes augstā orbīta. Habla teleskops atrodas zemajā orbītā un apriņķo ap Zemi 90 minūtēs. GPS pavadoņi, kurus izmanto navigācijā, riņķo ap Zemi vidējā orbītā un diennaktī veic divus apļus ap Zemi. Vairāki pavadoņi, kuri novēro laikapstākļus, riņķo augstā orbītā un veic pilnu apli vienreiz dienā.

Satelītuztvērējs

Lai pavadonis varētu pildīt savu uzdevumu – ļautu autobraucējiem nokļūt no vienas vietas pasaulē uz citu, palīdzētu prognozēt laikapstākļus vai pārraidītu TV signālu uz nomaļiem pasaules nostūriem, – tam ir jāietilpst uztvērēju un raidītāju tīklā. Milzīgie šķīvji, kurus sauc par paraboliskajām antenām, var sazināties ar zemās orbītas pavadoņiem augstākās orbītās, izmantojot mikroviļņus. Šiem viļņiem ir augstāka frekvence, tāpēc tie vieglāk iziet cauri Zemes atmosfērai.

Satelītuztvērēji tiek saukti arī par virszemes stacijām. Tie parasti ir savienoti ar valsts sakaru tīkliem vai nu ar optiskās šķiedras kabeļiem, kas atrodas zem zemes, vai arī virszemes mikroviļņu pārraides līnijām. Šī ķēde “raidītājs–pavadonis–uztvērējs” ir moderno sakaru sistēmu mugurkauls.