Asparagus staging/hu
Az aszparágusz fokozatkialakítás [asparagus staging] egy a fokozatok kialakításának különleges módszere, amellyel nagyon hatékony rakétákat lehet létrehozni. A raktári Kerbal X rakéta szemlélteti ezt az eljárást.
Contents
Működés [Function]
Egy rakéta működése akkor hatékony, ha minimális a haszontalan tömeg, mint a kiürült hajtóanyagtartály és a nem dolgozó rakétahajtómű. Az ötlet szerint ahhoz, hogy minden rakétahajtómű dolgozzon sok párhuzamosan elhelyezett kisebb rakétát - rakétahajtóművet a tetején hajtóanyagtartállyal - kell tartalmaznia a rakétának. Minden hajtómű egyszerre indul el. A trükk, hogy a belső hajtóművek nem a saját tartályukat ürítik, hanem a külső tartályokat. Ha ezek kiürültek a hajtóműveikkel együtt leválnak, és a belső teli tartályokkal és jól kihasznált hajtóműveikkel repül tovább a rakéta. Ez a módszer a repülés során a lehető legalacsonyabban tartja az üres tartályok tömegét, miközben a rakétahajtóművek kihasználtsága a lehető legnagyobb lehet.
Ez az elgondolás megvalósításához a gyorsítófokozatokat a leválasztásnak megfelelő sorrendben kell külső hajtóanyag-vezetékekkel összekötni. Az az igazság, hogy a hajtóművek szinte mindig egy távoli tartályból nyerik a hajtóanyagot.
Az aszparágusz fokozatkialakítás leginkább a nagy rakományok fellövéséhez használt rakéták az indítófokozatainál lehet kihasználni. Ezek a nagy rakományok lehetnek bolygóközi űrhajók vagy éppen űrállomás-részegységek. Ugyancsak roppant hasznos a nagyobb Δv-t igénylő égitestek (pl. Eve, Tylo, Laythe) meglátogatását megcélzó küldetések esetén a többfokozatú leszállóegységek megépítésénél.
Hátrányok
A legnagyobb hátránya ennek a technikának az összetettsége. A szimmetria csak részleges, és az építés közben is csak részlegesen lehet kihasználni a szimmetriamódokat. Az egyetlen lehetőség, hogy az egyes fokozatok külön-külön megépítésének elejéig használjuk a szimmetriamódokat. A szimmetriamódok segítségével lehet elkerülni hogy az átellenes hajtóműpárok (-csoportok) nemkívánatos nyomatékot hozzanak létre.
A nagyobb rakományoknál több tartály, több fokozat és ezek merevségét biztosító támasztógerenda szükséges, amely nagyszámú alkatrészt és rosszabb stabilitást jelent. Viszont érdemes megjegyezni, hogy az aszparágusz fokozatkialakítás mellőzése sem jelent feltétlen kevesebb alkatrészt, köszönhetően a rosszabb hatékonyságnak. Leginkább a nagyobb hajtóművek és tartályok alkalmazásával lehet csökkenteni az alkatrészek számát, ha nagyon szükséges akár kiegészítők használatával is.
A másik nagy hátránya, hogy nagyobb méreteknél igencsak nagyszámú fokozatot jelenthet, amely lényegesen megnehezítheti a felszálláskor a játékos életét, vagy akár nem is fér el a indtófokozatsávba az összes. A másik gond, hogy az oldalra elhelyezett fokozatok leválasztásánál hajlamossá válik az orsózásra amely tovább nehezítheti a kezelő életét. És szintén megemlítendő, hogy a folyékony hajtóanyagú rendszer alkalmazása kevésbé költséghatékony, mint a szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétáké, ami bizony lényeges szempont a karrier játékmódban.
Légellenállás [Drag]
Mivel az aszparágusz elv mentén épített rakéták fokozatai egymás mellé kerülnek, értelemszerűen nagyobb homlokfelülettel rendelkeznek, amely szükségszerűen nagyobb légellenállást eredményez. Viszont a megnövekedett légellenállás sem szokta a fentebb említett előnyöket ellensúlyozni.
A valós világbeli alkalmazása
Ez a rendszer az elméletek világán túl csak a Kerbal Space Program játékban létezik. A valós világban viszont tervben van már egy eszköz, a Falcon Heavy, amely 2014/2015-től kezdve használni fogja ezt az elvet. Az egyik legnagyobb probléma, hogy a hajtóanyag eljuttatása a hajtóműhöz amúgy se egyszerű, de a még több szivattyú a tartályok közt tovább bonyolítja a szerkezetet és csökkenti a megbízhatóságot. Ezen felül a leválasztáskor csökkenő nyomás miatt további szelepek és vezetékek szükségesek. Mindezek ezen felül még rontják is az aszparágusz fokozatkialakítás hatékonyságát.
1947-ben Mikhail Tikhonravov lényegében már felvetette ez a fokozatkialakítást, amelyet ő "csomagrakétáknak" nevezett. Ez vezetett a R–7 Szemjorka fejlesztéséhez. A további fejlesztések révén ebből lett az R-7 rakétacsalád. De ezek a rakéták végül sosem használták az eredetileg megálmodott "csomagrakéta"/aszparágusz fokozatkialakítás módszerét.
Elnevezés
Az "aszparágusz" elnevezés alkalmazása a Kerbal Space Program előtti időkre tehető, és nem a játékosok szüleménye. Az "Asparagus-Stalk Booster" (Aszparágusz-Szár Gyorsítórakéta) kifejezés Ed Keith nevű repülőgép-tervező mérnöktől származik az 1997-es Tom Logsdon: "Orbital Mechanics: Theory and Applications" (Pályamechanika: Elmélet és Alkalmazás) 144 oldalán.
