Механика космического полета в элементарном изложении

  

Левантовский В. И., Механика космического полета в элементарном изложении, 3-е изд., дополненное и переработанное.— М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. — 512 с.

В книге в доступной форме, без применения сложного математического аппарата, но вместе с тем вполне строго излагаются основы космодинамики — науки о движении космических летательных аппаратов. В первой части рассматриваются общие вопросы, двигательные системы для космических полетов, пассивный и активный полеты в поле тяготения. Следующие части посвящены последовательно околоземным полетам, полетам к Луне, к телам Солнечной системы (к планетам, их спутникам, астероидам, кометам) и за пределы планетной системы. Особо рассматриваются проблемы пилотируемых орбитальных станций и космических кораблей. Дается представление о методах исследования и проектирования космических траекторий и различных операций: встречи на орбитах, посадки, маневры в атмосферах, в гравитационных полях планет (многопланетные полеты и т. п.), полеты с малой тягой и солнечным парусом и т. д. Приводятся элементарные формулы, позволяющие читателю самостоятельно оценить начальные массы ракет-носителей и аппаратов, стартующих с околоземной орбиты, определить благоприятные сезоны для межпланетных полетов и др. Книга содержит большой справочный числовой и исторический материал.

Третье издание дополнено новым материалом, касающимся использования спутников и орбитальных станций, освоения Луны, маневров в районе Юпитера, результатов исследования Венеры, Марса, Юпитера и т. д.

Первое издание книги было удостоено второй премии Всесоюзного конкурса на лучшие произведения научно-популярной литературы, опубликованные в 1970 г.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ
ВВЕДЕНИЕ
§ 1. Космодинамика — теория космических полетов
§ 2. Основные законы механики
§ 3. О единицах силы и массы
§ 4. О системах отсчета
Часть первая. ОСНОВЫ РАКЕТО- И КОСМОДИНАМИКИ
§ 1. Законы ракетного движения
§ 2. Структура ракеты
§ 3. Составная ракета
§ 4. Термохимические ракетные двигатели
§ 5. Ядерные тепловые двигатели
§ 6. Тепловые двигатели с внешним источником энергии
§ 7. Электрические ракетные двигатели (ЭРД)
§ 8. Парусные системы
§ 9. Фотонный (квантовый) ракетный двигатель
§ 10. Классификации двигательных систем
Глава 2. СВОБОДНЫЙ ПОЛЕТ В ПОЛЯХ ТЯГОТЕНИЯ
§ 1. Силы, действующие на космический аппарат в полете
§ 2. Задача n тел и метод численного интегрирования
§ 3. Невесомость
§ 4. Центральное поле тяготения
§ 5. Траектории в центральном поле тяготения
§ 6. Неограниченная задача двух тел
§ 7. Сфера действия и приближенный метод расчета траекторий
Глава 3. АКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
§ 1. Выход на траекторию свободного полета
§ 2. Активное движение в космическом пространстве
§ 3. Перегрузка
§ 4. Управление движением космического аппарата
§ 5. Движение космического аппарата относительно центра масс и управление им
Часть вторая. ОКОЛОЗЕМНЫЕ ПОЛЕТЫ
Глава 4. ДВИЖЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
§ 2. Возмущенное движение спутника
§ 3. Влияние несферичности Земли
§ 4. Эволюция орбиты в земной атмосфере
§ 5. Влияние притяжений Луны и Солнца
§ 6. Спутники в точках либрации
§ 7. Влияние давления солнечного света
§ 8. Движение спутника относительно земной поверхности
Глава 5. АКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
§ 1. Выведение спутника на орбиту с низким перигеем
§ 2. Многоимпульсное выведение
§ 3. Изменение плоскости орбиты
§ 4. Спуск с орбиты
§ 5. Относительное движение в окрестности спутника
§ 6. Встреча на орбите
§ 7. Конечное сближение и стыковка
§ 8. Разгон с малой тягой до параболической скорости
§ 9. Изменения орбит и их коррекция с помощью малых тяг
§ 10. Разгон с помощью солнечного паруса
§ 11. Ориентация и стабилизация спутников
Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
§ 1. Космические объекты в околоземном пространстве
§ 2. Исследовательские спутники
§ 3. Метеорологические спутники и спутники для исследования природных ресурсов Земли
§ 4. Спутники связи
§ 5. Навигационные и геодезические спутники
§ 6. Орбитальные энергостанции
Глава 7. ПИЛОТИРУЕМЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ
§ 1. Корабли-спутники и орбитальные станции
§ 2. Роль орбитальных станций
§ 3. Искусственная тяжесть
§ 4. Многоразовый транспортный космический корабль (МТКК)
§ 5. Межорбитальный транспортный аппарат
§ 6. Эксплуатация многоразовых транспортных аппаратов
Часть третья. ПОЛЕТЫ К ЛУНЕ
§ 1. Плоская задача достижения Луны
§ 2. Пространственная задача достижения Луны
§ 3. Учет эллиптичности лунной орбиты, притяжения Луны и ее размеров
§ 4. Влияние гравитационных возмущений от сжатия Земли и от Солнца
§ 5. Точность наведения
§ 6. Коррекция траектории
§ 7. Посадка на Луну
§ 8. Научное значение автоматических лунных станций
Глава 9. ПРОЛЕТНЫЕ ОПЕРАЦИИ
§ 1. Пролетная траектория
§ 2. Сближение с возвращением к Земле
§ 3. Периодический облет Луны
§ 4. Разгонные траектории
§ 5. Маневрирование на пролетных траекториях
§ 6. Научное значение пролетных операций
Глава 10. Искусственный Спутник луны
§ 1. О возможности захвата Луной космического аппарата
§ 2. Запуск искусственного спутника Луны
§ 3. Орбиты спутников Луны и их эволюция
§ 4. Движение спутника относительно лунной поверхности
§ 5. Маневрирование спутников Луны
§ 6. Научное значение спутников Луны
Глава 11. ВОЗВРАЩЕНИЕ НА ЗЕМЛЮ
§ 1. Траектории возвращения
§ 2. Вход в земную атмосферу и спуск
§ 3. Возвращение на Землю космических аппаратов, облетевших Луну
§ 4. Возвращение на Землю станций, совершивших посадки на Луне
Глава 12. ЭКСПЕДИЦИЯ НА ЛУНУ
§ 1. Особенности траекторий полета человека
§ 2. Прямой полет Земля — Луна — Земля (первый вариант лунной экспедиции)
§ 3. Встреча в космосе и монтаж корабля (второй вариант лунной экспедиции)
§ 4. Разъединение и сближение на окололунной орбите (третий вариант лунной экспедиции)
§ 5. Экспедиции по программе «Аполлон»
§ 6. Лунная транспортная космическая система
§ 7. Лунные грузовые корабли с малой тягой
§ 8. Окололунная орбитальная станция
§ 9. Перспективы использования Луны
Часть четвертая. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПОЛЕТЫ
§ 1. Главные особенности межпланетного полета
§ 2. Движение внутри сферы действия Земли
§ 3. Гелиоцентрическое движение вне сферы действия Земли
§ 4. Гомановские и параболические перелеты
§ 5. Движение внутри сферы действия планеты-цели
§ 6. Межпланетный пертурбационный маневр
§ 7. Искусственные спутники планет
§ 8. Возмущения межпланетных траекторий
§ 9. Коррекция межпланетных траекторий
Глава 14. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПОЛЕТЫ С МАЛОЙ ТЯГОЙ
§ 1. Траектории достижения планет
§ 2. Перелеты на орбиты искусственных спутников планет
§ 3. Солнечный парус
§ 4. Разработки космических аппаратов с двигателями малой тяги
Глава 15. ЗОНДИРОВАНИЕ МЕЖПЛАНЕТНОГО ПРОСТРАНСТВА
§ 1. Одноимпульсные орбиты искусственных планет
§ 2. Полеты вне плоскости эклиптики
§ 3. Поворот плоскости орбиты с помощью солнечной ЭРДУ
§ 4. Двухимпульсные орбиты искусственных планет
§ 5. Переход через бесконечность
§ 6. Выведение искусственной планеты в точку либрации
§ 7. Научное значение искусственных планет
Глава 16. ПОЛЕТЫ К МАРСУ
§ 1. Траектории в случае упрощенной модели планетных орбит
§ 2. Влияние эксцентриситета и наклона орбиты Марса
§ 3. Географические условия старта к Марсу
§ 4. Посадка на Марс
§ 5. Искусственные спутники Марса
§ 6. Полеты на спутники Марса — Фобос и Деймос
§ 7. Облет Марса с возвращением к Земле
§ 8. Автоматические станции исследуют Марс
§ 9. Результаты исследований Марса
Глава 17. ПОЛЕТЫ К ВЕНЕРЕ
§ 1. Достижение Венеры
§ 2. Посадка и искусственный спутник Венеры
§ 3. Облет Венеры
§ 4. Автоматические станции исследуют Венеру
§ 5. Результаты исследований Венеры
Глава 18. ПОЛЕТЫ К МЕРКУРИЮ
§ 1. Достижение Меркурия
§ 2. Посадка и искусственный спутник Меркурия
§ 3. Полет к Меркурию при попутном облете Венеры
§ 4. Полет с солнечно-электрическим двигателем
Глава 19. ПОЛЕТЫ К ЮПИТЕРИАНСКИМ ПЛАНЕТАМ
§ 1. Планеты, совсем не похожие на нашу
§ 2. Прямые перелеты
§ 3. Полеты к Юпитеру и Сатурну через планеты земной группы
§ 4. Пертурбационные маневры в сферах действия планет группы Юпитера
§ 5. Через Юпитер — к Солнцу и подальше от плоскости эклиптики
§ 6. Искусственный спутник Юпитера
§ 7. Искусственные спутники других планет группы Юпитера
§ 8. Посадки на естественные спутники
§ 9. Зондирование атмосфер юпитерианских планет. Посадка на Плутон
§ 10. Полеты с малой тягой
§ 11. Исследования Юпитера и Сатурна
§ 12. Результаты исследований в системах Юпитера и Сатурна
Глава 20. ПОЛЕТЫ К АСТЕРОИДАМ
§ 1. Пролет астероида
§ 2. Встреча с астероидом
§ 3. Выход на орбиту вокруг астероида
§ 4. Посадка на астероид и возвращение на Землю
Глава 21. ПОЛЕТЫ К КОМЕТАМ
§ 1. Импульсные полеты
§ 2. Полеты с малой тягой
§ 3. Операции вблизи ядра кометы
Глава 22. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ЭКСПЕДИЦИИ
§ 2. Особенности межпланетных экспедиций
§ 3. Спуск на Землю при возвращении из экспедиции
§ 4. Безостановочные пилотируемые облеты планет
§ 5. Экспедиции с остановками при прямых симметричных перелетах
§ 6. Экспедиции с траекториями возвращения, несимметричными траекториям прибытия
§ 7. Операции на околопланетных орбитах, пролетных траекториях и поверхностях
§ 8. Экспедиции на астероиды
§ 9. Использование кораблей с малой тягой
§ 10. Немного о будущем
Часть пятая. ПОЛЕТЫ ЗА ПРЕДЕЛЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Глава 23. ПРЕДДВЕРИЕ ПОЛЕТА К ЗВЕЗДАМ
§ 2. Полеты с большой тягой
§ 3. Полеты с малой тягой
Глава 24. МЕЖЗВЕЗДНЫЕ ПОЛЕТЫ
§ 1. Астронавтика — составная часть космонавтики
§ 2. Фотонная ракета — средство осуществления межзвездных полетов
§ 3. Обобщенная формула Циолковского
§ 4. Продолжительности полетов
§ 5. О «собственных» скоростях звездолета
§ 6. Мечта или реальность?
ПОСЛЕСЛОВИЕ
Дополнение при корректуре
КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ
Приложение I. ПЕРЕЧЕНЬ ТАБЛИЦ В ТЕКСТЕ КНИГИ
Приложение II. К ВЫЧИСЛЕНИЮ НАЧАЛЬНЫХ МАСС РАКЕТНЫХ СИСТЕМ