Tsiolkovsky এর সমীকরণ: বর্ণনা, আবিষ্কারের ইতিহাস, প্রয়োগ

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

কসমোনটিক্স নিয়মিতভাবে অত্যাশ্চর্য সাফল্য অর্জন করে। পৃথিবীর কৃত্রিম উপগ্রহগুলি ক্রমাগত আরও বেশি বৈচিত্র্যময় অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পাচ্ছে। পৃথিবীর কাছাকাছি কক্ষপথে একজন নভোচারী হওয়া সাধারণ ব্যাপার হয়ে দাঁড়িয়েছে। মহাকাশবিজ্ঞানের প্রধান সূত্র - সিওলকোভস্কি সমীকরণ ছাড়া এটি অসম্ভব ছিল।

আমাদের সময়ে, উভয় গ্রহ এবং আমাদের সৌরজগতের অন্যান্য সংস্থা (শুক্র, মঙ্গল, বৃহস্পতি, ইউরেনাস, পৃথিবী, ইত্যাদি) এবং দূরবর্তী বস্তুর (গ্রহাণু, অন্যান্য সিস্টেম এবং ছায়াপথ) অধ্যয়ন অব্যাহত রয়েছে। সিওলকোভস্কির দেহের মহাজাগতিক গতির বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে উপসংহারগুলি মহাকাশবিজ্ঞানের তাত্ত্বিক ভিত্তি স্থাপন করেছিল, যার ফলে কয়েক ডজন মডেলের বৈদ্যুতিক জেট ইঞ্জিন এবং অত্যন্ত আকর্ষণীয় প্রক্রিয়া আবিষ্কার হয়েছিল, উদাহরণস্বরূপ, একটি সৌর পাল৷

মহাকাশ অনুসন্ধানের প্রধান সমস্যা

বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে গবেষণা ও উন্নয়নের তিনটি ক্ষেত্রকে মহাকাশ অনুসন্ধানের সমস্যা হিসেবে স্পষ্টভাবে চিহ্নিত করা হয়েছে:

1. পৃথিবীর চারপাশে উড়ে যাওয়া বা কৃত্রিম উপগ্রহ তৈরি করা।
2. চাঁদের ফ্লাইট।
3. সৌরজগতের বস্তুগুলিতে গ্রহের ফ্লাইট এবং ফ্লাইট।

জেট চালনার জন্য টিসিওলকোভস্কির সমীকরণ এই সত্যে অবদান রেখেছে যে মানবতা এই প্রতিটি ক্ষেত্রেই আশ্চর্যজনক ফলাফল অর্জন করেছে। এবং এছাড়াও, অনেক নতুন ফলিত বিজ্ঞান আবির্ভূত হয়েছে: স্পেস মেডিসিন এবং বায়োলজি, একটি মহাকাশযানে জীবন সমর্থন ব্যবস্থা, মহাকাশ যোগাযোগ ইত্যাদি।

মহাকাশচারীতে কৃতিত্ব

অধিকাংশ মানুষ আজ বড় অর্জনের কথা শুনেছেন: চাঁদে প্রথম অবতরণ (USA), প্রথম উপগ্রহ (USSR) এবং এর মতো৷ সর্বাধিক বিখ্যাত কৃতিত্বের পাশাপাশি যা সবাই শুনেছে, আরও অনেক রয়েছে। বিশেষ করে, ইউএসএসআর এর অন্তর্গত:

• প্রথম অরবিটাল স্টেশন;
• চাঁদের প্রথম ফ্লাইবাই এবং দূরের ছবি;
• একটি স্বয়ংক্রিয় স্টেশনের চাঁদে প্রথম অবতরণ;
• অন্যান্য গ্রহে যানবাহনের প্রথম ফ্লাইট;
• শুক্র ও মঙ্গল গ্রহে প্রথম অবতরণ ইত্যাদি।

মহাজাগতিক বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে ইউএসএসআর-এর অর্জনগুলি কতটা দুর্দান্ত ছিল তা অনেকেই বুঝতে পারেন না। যদি কিছু থাকে তবে তারা প্রথম উপগ্রহের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল৷

কিন্তু মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র মহাকাশবিজ্ঞানের উন্নয়নে কম অবদান রাখে নি। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে অনুষ্ঠিত:

• বৈজ্ঞানিক উদ্দেশ্যে এবং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পৃথিবীর কক্ষপথ (উপগ্রহ এবং উপগ্রহ যোগাযোগ) ব্যবহারে সমস্ত বড় অগ্রগতি৷
• চন্দ্রে অনেক মিশন, ফ্লাইবাই দূরত্ব থেকে মঙ্গল, বৃহস্পতি, শুক্র এবং বুধের অন্বেষণ।
• সেটশূন্য মাধ্যাকর্ষণে পরিচালিত বৈজ্ঞানিক ও চিকিৎসা পরীক্ষা।

এবং যদিও এই মুহুর্তে ইউএসএসআর এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের তুলনায় অন্যান্য দেশের অর্জনগুলি ফ্যাকাশে, তবে চীন, ভারত এবং জাপান 2000 সালের পরে মহাকাশ অনুসন্ধানে সক্রিয়ভাবে যোগ দিয়েছিল।

তবে, মহাকাশবিজ্ঞানের সাফল্য গ্রহের উপরের স্তর এবং উচ্চ বৈজ্ঞানিক তত্ত্বের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। সহজ-সরল জীবনেও তার প্রভাব ছিল। মহাকাশ অন্বেষণের ফলে, এই ধরনের জিনিসগুলি আমাদের জীবনে এসেছে: বজ্রপাত, ভেলক্রো, টেফলন, স্যাটেলাইট যোগাযোগ, যান্ত্রিক ম্যানিপুলেটর, বেতার সরঞ্জাম, সৌর প্যানেল, একটি কৃত্রিম হৃদয় এবং আরও অনেক কিছু। এবং এটি ছিল সিওলকোভস্কির বেগ সূত্র, যা মহাকর্ষীয় আকর্ষণ কাটিয়ে উঠতে সাহায্য করেছিল এবং বিজ্ঞানে মহাকাশ অনুশীলনের উত্থানে অবদান রেখেছিল, যা এই সব অর্জনে সাহায্য করেছিল৷

"কসমোডাইনামিক্স" শব্দটি

সিওলকোভস্কির সমীকরণটি বিশ্বগতিবিদ্যার ভিত্তি তৈরি করেছিল। যাইহোক, এই শব্দটি আরও বিস্তারিতভাবে বোঝা উচিত। বিশেষ করে অর্থের কাছাকাছি ধারণার ক্ষেত্রে: মহাকাশবিজ্ঞান, মহাকাশবিদ্যা, মহাকাশবিদ্যা, জ্যোতির্বিদ্যা, ইত্যাদি। মহাজাগতিক তত্ত্ব গ্রীক থেকে "মহাবিশ্বে সাঁতার" হিসাবে অনুবাদ করা হয়েছে। স্বাভাবিক ক্ষেত্রে, এই শব্দটি সমস্ত প্রযুক্তিগত ক্ষমতা এবং বৈজ্ঞানিক সাফল্যের ভরকে বোঝায় যা মহাকাশ এবং মহাকাশীয় বস্তুর অধ্যয়নের অনুমতি দেয়৷

মহাকাশ ফ্লাইট হল মানবতা যা বহু শতাব্দী ধরে স্বপ্ন দেখেছে৷ এবং এই স্বপ্নগুলি বাস্তবে পরিণত হয়েছিল, তত্ত্ব থেকে বিজ্ঞানে এবং রকেট গতির জন্য সিওলকোভস্কি সূত্রের জন্য সমস্ত ধন্যবাদ। এই মহান বিজ্ঞানীর কাজ থেকে, আমরা জানি যে মহাকাশবিজ্ঞানের তত্ত্ব তিনটির উপর দাঁড়িয়েছেস্তম্ভ:

1. মহাকাশযানের গতিবিধি বর্ণনাকারী তত্ত্ব।
2. ইলেক্ট্রো-রকেট ইঞ্জিন এবং তাদের উৎপাদন।
3. জ্যোতির্বিদ্যা সংক্রান্ত জ্ঞান এবং মহাবিশ্বের অন্বেষণ।

আগে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, মহাকাশ যুগে অন্যান্য অনেক বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত শাখা দেখা দিয়েছে, যেমন: মহাকাশযান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, মহাকাশে যোগাযোগ ও ডেটা ট্রান্সমিশন সিস্টেম, স্পেস নেভিগেশন, স্পেস মেডিসিন এবং আরও অনেক কিছু। এটি লক্ষণীয় যে মহাকাশবিজ্ঞানের ভিত্তির জন্মের সময়, এমন একটি রেডিওও ছিল না। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের অধ্যয়ন এবং তাদের সাহায্যে দীর্ঘ দূরত্বে তথ্য প্রেরণ করা শুরু হয়েছিল। অতএব, তত্ত্বের প্রতিষ্ঠাতারা গুরুত্ব সহকারে আলোক সংকেত বিবেচনা করেছিলেন - সূর্যের রশ্মি পৃথিবীর দিকে প্রতিফলিত হয় - ডেটা প্রেরণের উপায় হিসাবে। আজ সমস্ত সম্পর্কিত প্রয়োগ বিজ্ঞান ছাড়া মহাজাগতিক বিজ্ঞান কল্পনা করা অসম্ভব। সেই দূরবর্তী সময়ে, অনেক বিজ্ঞানীর কল্পনা সত্যিই আশ্চর্যজনক ছিল। যোগাযোগের পদ্ধতির পাশাপাশি, তারা বহু-পর্যায়ের রকেটের জন্য সিওলকোভস্কি সূত্রের মতো বিষয়গুলিতেও স্পর্শ করেছে৷

সমস্ত বৈচিত্র্যের মধ্যে কি কোনো শৃঙ্খলাকে প্রধান হিসেবে আলাদা করা সম্ভব? এটি মহাজাগতিক দেহের গতির তত্ত্ব। তিনিই প্রধান লিঙ্ক হিসাবে কাজ করেন, যা ছাড়া মহাকাশচারী অসম্ভব। বিজ্ঞানের এই ক্ষেত্রটিকে বলা হয় কসমোডাইনামিক্স। যদিও এর অনেকগুলি অভিন্ন নাম রয়েছে: মহাকাশীয় বা মহাকাশ ব্যালিস্টিকস, স্পেস ফ্লাইট মেকানিক্স, ফলিত মহাকাশীয় বলবিদ্যা, কৃত্রিম মহাকাশীয় বস্তুর গতিবিধি এবংইত্যাদি। তারা সকলেই অধ্যয়নের একই ক্ষেত্রের উল্লেখ করে। আনুষ্ঠানিকভাবে, কসমোডাইনামিক্স স্বর্গীয় মেকানিক্সে প্রবেশ করে এবং এর পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে, তবে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য রয়েছে। সেলেস্টিয়াল মেকানিক্স শুধুমাত্র কক্ষপথ অধ্যয়ন করে; এর কোন বিকল্প নেই, কিন্তু মহাকাশযানের দ্বারা নির্দিষ্ট মহাকাশীয় বস্তুতে পৌঁছানোর জন্য সর্বোত্তম গতিপথ নির্ধারণ করার জন্য মহাজাগতিকতাবিদ্যা ডিজাইন করা হয়েছে। এবং জেট প্রপালশনের জন্য সিওলকোভস্কি সমীকরণ জাহাজগুলিকে ঠিক কীভাবে তারা ফ্লাইট পথকে প্রভাবিত করতে পারে তা নির্ধারণ করতে দেয়৷

কসমোডাইনামিক্স একটি বিজ্ঞান হিসেবে

যেহেতু কে. ই. সিওলকোভস্কি সূত্রটি অনুমান করেছেন, মহাজাগতিক বস্তুর গতির বিজ্ঞান দৃঢ়ভাবে কসমোডাইনামিক্স হিসাবে রূপ নিয়েছে। এটি মহাকাশযানকে বিভিন্ন কক্ষপথের মধ্যে সর্বোত্তম স্থানান্তর খুঁজে বের করার পদ্ধতি ব্যবহার করতে দেয়, যাকে বলা হয় অরবিটাল ম্যানুভারিং, এবং এটি মহাকাশে চলাচলের তত্ত্বের ভিত্তি, ঠিক যেমন অ্যারোডাইনামিকস হল বায়ুমণ্ডলীয় ফ্লাইটের ভিত্তি। যাইহোক, এই সমস্যাটি মোকাবেলা করা একমাত্র বিজ্ঞান নয়। এটি ছাড়াও, রকেট গতিবিদ্যাও রয়েছে। এই দুটি বিজ্ঞানই আধুনিক মহাকাশ প্রযুক্তির জন্য একটি শক্ত ভিত্তি তৈরি করে এবং উভয়ই মহাকাশীয় বলবিদ্যার বিভাগে অন্তর্ভুক্ত।

কসমোডাইনামিক্স দুটি প্রধান বিভাগ নিয়ে গঠিত:

1. মহাকাশে কোনো বস্তুর জড়তা (ভর) কেন্দ্রের গতিবিধি বা ট্রাজেক্টোরিজের তত্ত্ব।
2. একটি মহাজাগতিক দেহের গতির তত্ত্ব তার জড়তার কেন্দ্রের সাথে সম্পর্কিত, বা ঘূর্ণনের তত্ত্ব।

সিওলকোভস্কি সমীকরণটি কী তা বোঝার জন্য, আপনার বলবিদ্যা, অর্থাৎ নিউটনের সূত্র সম্পর্কে ভাল ধারণা থাকতে হবে।

নিউটনের প্রথম আইন

যেকোন শরীর সমানভাবে এবং ঠিকরেখায় চলে বা বিশ্রামে থাকে যতক্ষণ না তার উপর প্রয়োগ করা বাহ্যিক শক্তিগুলি এই অবস্থা পরিবর্তন করতে বাধ্য করে। অন্য কথায়, এই ধরনের গতির বেগ ভেক্টর স্থির থাকে। দেহের এই আচরণকে জড় গতিও বলা হয়।

অন্য যেকোনো ক্ষেত্রে যেখানে বেগ ভেক্টরের কোনো পরিবর্তন ঘটে তার মানে শরীরের ত্বরণ আছে। এই ক্ষেত্রে একটি আকর্ষণীয় উদাহরণ হল একটি বৃত্তে একটি বস্তুগত বিন্দু বা কক্ষপথে থাকা কোনো উপগ্রহের নড়াচড়া। এই ক্ষেত্রে, অভিন্ন গতি আছে, কিন্তু রেকটিলিনিয়ার নয়, কারণ বেগ ভেক্টর ক্রমাগত দিক পরিবর্তন করে, যার মানে হল ত্বরণ শূন্যের সমান নয়। বেগের এই পরিবর্তনটি v2 / r সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে, যেখানে v হল ধ্রুবক বেগ এবং r হল কক্ষপথের ব্যাসার্ধ। এই উদাহরণের ত্বরণটি শরীরের গতিপথের যেকোনো বিন্দুতে বৃত্তের কেন্দ্রে নির্দেশিত হবে।

আইনের সংজ্ঞার উপর ভিত্তি করে, শুধুমাত্র বলই একটি বস্তুগত বিন্দুর দিকের পরিবর্তন ঘটাতে পারে। এর ভূমিকায় (উপগ্রহের ক্ষেত্রে) হল গ্রহের মাধ্যাকর্ষণ। গ্রহ এবং নক্ষত্রের আকর্ষণ, আপনি সহজেই অনুমান করতে পারেন, সাধারণভাবে মহাজাগতিকবিদ্যায় এবং বিশেষভাবে সিওলকোভস্কি সমীকরণ ব্যবহার করার সময় এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র

ত্বরণ শক্তির সরাসরি সমানুপাতিক এবং শরীরের ভরের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। অথবা গাণিতিক আকারে: a=F / m, বা আরও সাধারণভাবে - F=ma, যেখানে m হল আনুপাতিকতা ফ্যাক্টর, যা পরিমাপের প্রতিনিধিত্ব করেশরীরের জড়তার জন্য।

যেহেতু যেকোন রকেটকে একটি পরিবর্তনশীল ভর সহ শরীরের গতিবিধি হিসাবে উপস্থাপন করা হয়, তাই সিওলকোভস্কি সমীকরণটি সময়ের প্রতিটি একক পরিবর্তন করবে। উপরের উদাহরণে একটি উপগ্রহ গ্রহের চারপাশে ঘোরাফেরা করে, তার ভর m জেনে, আপনি সহজেই খুঁজে পেতে পারেন যে বলটির অধীনে এটি কক্ষপথে ঘোরে, যথা: F=mv2/r। স্পষ্টতই, এই শক্তিটি গ্রহের কেন্দ্রের দিকে পরিচালিত হবে৷

প্রশ্ন জাগে: স্যাটেলাইট কেন গ্রহে পড়ে না? এটি পড়ে না, যেহেতু এর গতিপথ গ্রহের পৃষ্ঠের সাথে ছেদ করে না, কারণ প্রকৃতি এটিকে বলের ক্রিয়া বরাবর চলতে বাধ্য করে না, কারণ কেবলমাত্র ত্বরণ ভেক্টর এটিকে সহ-নির্দেশিত করে, বেগ নয়।

এটাও লক্ষ করা উচিত যে এমন পরিস্থিতিতে যেখানে শরীরের উপর কাজকারী শক্তি এবং এর ভর জানা যায়, সেখানে শরীরের ত্বরণ খুঁজে বের করা সম্ভব। এবং এটি অনুসারে, গাণিতিক পদ্ধতিগুলি এই দেহটি যে পথ ধরে চলে তা নির্ধারণ করে। এখানে আমরা দুটি প্রধান সমস্যায় আসি যা কসমোডাইনামিক্স নিয়ে কাজ করে:

1. আকাশকারী শক্তি যা একটি মহাকাশযানের গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
2. এই জাহাজের গতিবিধি নির্ধারণ করুন যদি এটিতে কাজ করা বাহিনী পরিচিত হয়।

দ্বিতীয় সমস্যাটি হল মহাকাশীয় বলবিদ্যার জন্য একটি ক্লাসিক প্রশ্ন, যেখানে প্রথমটি মহাজাগতিকবিদ্যার ব্যতিক্রমী ভূমিকা দেখায়। অতএব, পদার্থবিদ্যার এই ক্ষেত্রে, জেট প্রপালশনের জন্য সিওলকোভস্কি সূত্র ছাড়াও, নিউটনীয় বলবিদ্যা বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

নিউটনের তৃতীয় সূত্র

একটি শরীরে শক্তির কাজ করার কারণ সর্বদা অন্য শরীর। কিন্তু সত্যএছাড়াও বিপরীত. এটি নিউটনের তৃতীয় সূত্রের সারমর্ম, যা বলে যে প্রতিটি ক্রিয়ার জন্য সমান মাত্রায় একটি ক্রিয়া রয়েছে, তবে অভিমুখে বিপরীত, যাকে প্রতিক্রিয়া বলা হয়। অন্য কথায়, যদি শরীর A শরীরের B-এর উপর F বল দিয়ে কাজ করে, তাহলে B শরীর A-কে বল দিয়ে কাজ করে।

একটি উপগ্রহ এবং একটি গ্রহের উদাহরণে, নিউটনের তৃতীয় সূত্রটি আমাদের বোঝার দিকে নিয়ে যায় যে গ্রহটি কোন শক্তি দিয়ে উপগ্রহটিকে আকর্ষণ করে, একই উপগ্রহটি গ্রহটিকে আকর্ষণ করে। এই আকর্ষণীয় শক্তি স্যাটেলাইটে ত্বরণ প্রদানের জন্য দায়ী। তবে এটি গ্রহকে ত্বরণও দেয়, কিন্তু এর ভর এত বেশি যে গতির এই পরিবর্তনটি এটির জন্য নগণ্য৷

জেট প্রপালশনের জন্য সিওলকোভস্কির সূত্র সম্পূর্ণরূপে নিউটনের শেষ সূত্র বোঝার উপর ভিত্তি করে। সর্বোপরি, এটি সুনির্দিষ্টভাবে গ্যাসের নির্গত ভরের কারণে যে রকেটের মূল অংশটি ত্বরণ অর্জন করে, যা এটিকে সঠিক দিকে যেতে দেয়।

রেফারেন্স সিস্টেম সম্পর্কে একটু

যেকোন শারীরিক ঘটনা বিবেচনা করার সময়, রেফারেন্সের ফ্রেমের মতো একটি বিষয়কে স্পর্শ না করা কঠিন। একটি মহাকাশযানের গতিবিধি, মহাকাশের অন্যান্য শরীরের মতো, বিভিন্ন স্থানাঙ্কে স্থির করা যেতে পারে। কোন ভুল রেফারেন্স সিস্টেম আছে, শুধুমাত্র আরো সুবিধাজনক এবং কম আছে. উদাহরণস্বরূপ, সৌরজগতে দেহের গতিবিধি একটি সূর্যকেন্দ্রিক রেফারেন্সের ফ্রেমে সর্বোত্তমভাবে বর্ণনা করা হয়, অর্থাৎ সূর্যের সাথে যুক্ত স্থানাঙ্কে, যাকে কোপারনিকান ফ্রেমও বলা হয়। যাইহোক, এই সিস্টেমে চাঁদের গতিবিধি বিবেচনা করা কম সুবিধাজনক, তাই এটি ভূকেন্দ্রিক স্থানাঙ্কগুলিতে অধ্যয়ন করা হয় - গণনাটি আপেক্ষিকপৃথিবী, একে টলেমাইক সিস্টেম বলা হয়। কিন্তু যদি প্রশ্ন করা হয় যে কাছাকাছি উড়ন্ত একটি গ্রহাণু চাঁদে আঘাত করবে কিনা, তাহলে আবার সূর্যকেন্দ্রিক স্থানাঙ্ক ব্যবহার করা আরও সুবিধাজনক হবে। সমস্ত সমন্বয় ব্যবস্থা ব্যবহার করতে সক্ষম হওয়া এবং বিভিন্ন দৃষ্টিকোণ থেকে সমস্যাটি দেখতে সক্ষম হওয়া গুরুত্বপূর্ণ৷

রকেট আন্দোলন

মহাকাশে ভ্রমণের প্রধান এবং একমাত্র উপায় হল একটি রকেট। হাবর ওয়েবসাইট অনুসারে, 1903 সালে সিওলকোভস্কি সূত্র দ্বারা প্রথমবারের মতো এই নীতিটি প্রকাশ করা হয়েছিল। তারপর থেকে, মহাকাশচারী প্রকৌশলীরা বিভিন্ন ধরণের শক্তি ব্যবহার করে কয়েক ডজন ধরণের রকেট ইঞ্জিন উদ্ভাবন করেছেন, তবে তারা সকলেই অপারেশনের একটি নীতি দ্বারা একত্রিত হয়েছে: ত্বরণ পাওয়ার জন্য কার্যকারী তরলের মজুদ থেকে ভরের কিছু অংশ বের করা। এই প্রক্রিয়ার ফলে যে বল তৈরি হয় তাকে ট্র্যাকশন বল বলে। এখানে কিছু উপসংহার রয়েছে যা আমাদের সিওলকোভস্কি সমীকরণ এবং এর মূল রূপের উদ্ভবের অনুমতি দেবে৷

অবশ্যই, প্রতি ইউনিট সময় রকেট থেকে নির্গত ভরের আয়তন এবং এই ভর যে গতির রিপোর্ট করতে পারে তার উপর নির্ভর করে ট্র্যাকশন বল বৃদ্ধি পাবে। এইভাবে, সম্পর্ক F=wq পাওয়া যায়, যেখানে F হল ট্র্যাকশন বল, w হল নিক্ষিপ্ত ভরের গতি (m/s) এবং q হল প্রতি ইউনিট সময় (kg/s) খরচ হওয়া ভর। এটি বিশেষভাবে রকেটের সাথে সম্পর্কিত রেফারেন্স সিস্টেমের গুরুত্ব আলাদাভাবে লক্ষ করার মতো। অন্যথায়, রকেট ইঞ্জিনের থ্রাস্ট ফোর্সকে চিহ্নিত করা অসম্ভব যদি সবকিছুই পৃথিবী বা অন্যান্য দেহের সাপেক্ষে পরিমাপ করা হয়।

গবেষণা এবং পরীক্ষায় দেখা গেছে যে অনুপাত F=wq শুধুমাত্র সেই ক্ষেত্রেই বৈধ থাকে যেখানে নির্গত ভর একটি তরল বা কঠিন। কিন্তু রকেট গরম গ্যাসের জেট ব্যবহার করে। অতএব, অনুপাতের মধ্যে বেশ কয়েকটি সংশোধন আনতে হবে, এবং তারপরে আমরা অনুপাতের একটি অতিরিক্ত শব্দ পাব(p_r - p_a), যা মূল wq এর সাথে যোগ করা হয়। এখানে p_r হল অগ্রভাগ থেকে প্রস্থান করার সময় গ্যাস দ্বারা প্রবাহিত চাপ; p_{a হল বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং S হল অগ্রভাগ এলাকা। সুতরাং, পরিমার্জিত সূত্রটি দেখতে এইরকম হবে:}

F=wq + Sp_r - Sp_a।

যেখানে আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে রকেটটি আরোহণের সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কম হবে, এবং থ্রাস্ট বল বৃদ্ধি পাবে। যাইহোক, পদার্থবিদরা সুবিধাজনক সূত্র পছন্দ করেন। তাই, এর মূল ফর্মের অনুরূপ একটি সূত্র প্রায়শই F=w_eq ব্যবহার করা হয়, যেখানে w_e হল কার্যকর ভর বহিঃপ্রবাহ বেগ। এটি প্রপালশন সিস্টেমের পরীক্ষার সময় পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারিত হয় এবং সংখ্যাগতভাবে w + (Sp_r - Sp_{a) / q.}

আসুন একটি ধারণা বিবেচনা করা যাক যা w_e - নির্দিষ্ট থ্রাস্ট ইমপালসের সাথে অভিন্ন। নির্দিষ্ট মানে কিছু সম্পর্কিত। এই ক্ষেত্রে, এটি পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ। এটি করার জন্য, উপরের সূত্রে, ডান দিকটি g (9.81 m/s^{2): দ্বারা গুণিত এবং ভাগ করা হয়েছে}

F=w_eq=(w_e / g)qg বা F=I _{ud qg}

এই মানটি পরিমাপ করা হয় I_{sp Ns/kg বা যাই হোক না কেনএকই m/s অন্য কথায়, নির্দিষ্ট থ্রাস্ট ইমপালসকে গতির এককে পরিমাপ করা হয়।}

সিওলকোভস্কির সূত্র

আপনি সহজেই অনুমান করতে পারেন, ইঞ্জিনের খোঁচা ছাড়াও, অন্যান্য অনেক শক্তি রকেটে কাজ করে: পৃথিবীর আকর্ষণ, সৌরজগতের অন্যান্য বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ, বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিরোধ, হালকা চাপ, ইত্যাদি। এই শক্তিগুলির প্রত্যেকটি রকেটে তার নিজস্ব ত্বরণ দেয় এবং ক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত মোট চূড়ান্ত ত্বরণকে প্রভাবিত করে। অতএব, জেট ত্বরণ বা a_r=F_t / M, যেখানে M হল রকেটের একটি নির্দিষ্ট ভরের ধারণা চালু করা সুবিধাজনক। সময় কাল. জেট অ্যাক্সিলারেশন হল সেই ত্বরণ যার সাহায্যে রকেটটি বাহ্যিক শক্তির অনুপস্থিতিতে এটিতে কাজ করবে। স্পষ্টতই, ভর যত ব্যয় হবে, ত্বরণ বাড়বে। অতএব, আরেকটি সুবিধাজনক বৈশিষ্ট্য রয়েছে - প্রাথমিক জেট ত্বরণ a_r0=F_tM₀, যেখানে M _{0 গতির শুরুতে রকেটের ভর।}

একটি রকেট কার্যকারী দেহের কিছু পরিমাণ ভর ব্যবহার করার পরে এমন একটি ফাঁকা জায়গায় কী গতিতে বিকাশ করতে সক্ষম তা জিজ্ঞাসা করা যুক্তিযুক্ত হবে। রকেটের ভর m₀ থেকে m₁ এ পরিবর্তিত হতে দিন। তারপর রকেটের গতি m_{1 kg পর্যন্ত ভরের অভিন্ন খরচের পর সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হবে:}

V=w ln(m₀ / m₁₎

এটি পরিবর্তনশীল ভর বা সিওলকোভস্কি সমীকরণ সহ দেহের গতির সূত্র ছাড়া আর কিছুই নয়। এটি রকেটের শক্তি সংস্থানকে চিহ্নিত করে। এবং এই সূত্র দ্বারা প্রাপ্ত গতিকে আদর্শ বলা হয়। লেখা যায়এই সূত্রটি অন্য অভিন্ন সংস্করণে:

V=I_udln(m₀ / m₁₎

জ্বালানি গণনার জন্য সিওলকোভস্কি সূত্রের ব্যবহার লক্ষণীয়। আরও স্পষ্ট করে বললে, লঞ্চ ভেহিকেলের ভর, যা একটি নির্দিষ্ট ওজন পৃথিবীর কক্ষপথে আনতে হবে।

শেষ পর্যন্ত মেশেরস্কির মতো একজন মহান বিজ্ঞানীর কথাই বলা উচিত। সিওলকোভস্কির সাথে একসাথে তারা মহাকাশবিজ্ঞানের পূর্বপুরুষ। মেশচারস্কি পরিবর্তনশীল ভরের বস্তুর গতির তত্ত্ব তৈরিতে একটি বিশাল অবদান রেখেছিলেন। বিশেষ করে, মেশেরস্কি এবং সিওলকোভস্কির সূত্রটি নিম্নরূপ:

m(dv / dt) + u(dm / dt)=0, যেখানে v হল বস্তুগত বিন্দুর গতি, u হল রকেটের সাপেক্ষে নিক্ষিপ্ত ভরের গতি। এই সম্পর্কটিকে মেশচেরস্কি ডিফারেনশিয়াল সমীকরণও বলা হয়, তারপরে একটি বস্তুগত বিন্দুর জন্য একটি নির্দিষ্ট সমাধান হিসাবে এটি থেকে সিওলকোভস্কি সূত্রটি পাওয়া যায়।