Главная > Разное > Механика космического полета в элементарном изложении
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 4. Разгонные траектории

Геоцентрическая скорость выхода из сферы действия Луны может быть меньше, равна или больше геоцентрической скорости входа. В последнем случае роль притяжения Луны сводится к дополнительному разгону космического аппарата, который в принципе позволяет сэкономить какое-то количество топлива ракеты-носителя, направляющей аппарат в межпланетный полет.

Рис. 91. Классы разгонных траекторий.

В точке, отстоящей от Земли на расстоянии, равном среднему расстоянию Луны, параболическая скорость, как уже говорилось, равна Таково же должно быть значение геоцентрической скорости выхода из сферы действия Луны, которое обеспечивает уход космического аппарата из области земного притяжения и выход на межпланетный простор.

На рис. 91 [3.1] показаны возможные типы траекторий, дающих максимальный разгон космического аппарата Луной. Участки траекторий до сближения с Луной сильно напоминают траектории попадания. Но теперь аппарат должен пролететь вблизи поверхности Луны и затем выйти из сферы действия Луны в направлении, близком к направлению движения Луны. При этом переносная скорость движения Луны «наилучшим» образом прибавится к относительной (селеноцентрической) скорости космического аппарата.

Сфера действия Луны как бы подхватит аппарат на подходе к орбите Луны, разгонит подобно праще, чтобы выбросить из сферы действия Земли. При этом чем меньше скорость отлета с Земли, тем больший разгон способна сообщить Луна. Объясняется это тем, что притяжение Луны слабее воздействует на быстрое движение, чем на медленное.

Максимальный разгон получается при скоростях отлета с Земли, близких к минимальным. Величина разгона, т. е. превышение геоцентрической скорости выхода из сферы действия Луны над геоцентрической скоростью входа, составляет примерно [3.1]. Один этот избыток уже превышает скорость освобождения от земного тяготения на орбите Луны. Следовательно, итоговая геоцентрическая скорость выхода и подавно будет гиперболической, т. е. аппарат заведомо покинет сферу действия Земли. Итак, послав с Земли космический аппарат с эллиптической скоростью, мы можем, использовав вместо энергии топлива возмущающее воздействие поля тяготения Луны, совсем выбросить его из сферы действия Земли.

В течение месяца вектор скорости Луны принимает любое направление в плоскости лунной орбиты, что позволяет получить разгон в произвольном направлении. Однако максимальный разгон можно получить только в том случае, если аппарат пролетит очень близко от поверхности Луны. Но для этого нужно обеспечить слишком большую точность в соблюдении начальных условий: при ошибке расстояние траектории до Луны может уменьшиться на и вместо разгона аппарат врежется в Луну. Таким образом, если мы хотим сэкономить топливо, использовав тяготение Луны, то должны пожертвовать каким-то его количеством для коррекции.

Но «стоит ли игра свеч»? Такой ли это большой выигрыш скорости — Не следует забывать, что этот разгон получен в районе орбиты Луны. Между тем нам известно, что если при начальной скорости 11,09 км/с космический аппарат в случае горизонтального запуска приходит к орбите Луны со скоростью то уже при параболической скорости он пересечет эту орбиту со скоростью Расчет показывает, что разгон, составляющий в районе орбиты Луны может быть получен (и гораздо проще!) увеличением скорости отлета с Земли на несколько десятков метров в секунду. Таким образом, вряд ли имеется практический смысл в разгоне космического аппарата Луной.

То же самое — и, пожалуй, в еще большей степени — относится и к использованию лунного притяжения для торможения космического корабля, возвращающегося из межпланетного перелета, хотя теоретически такая возможность существует: для этого могли бы служить траектории, аналогичные траекториям разгона,

но проходимые в обратном направлении — из бесконечности в район Луны и оттуда к Земле. При этом Луна могла бы уменьшить скорость космического корабля на 1,5 км/с (если бы корабль прошел очень близко от ее поверхности), но скорость падения на Землю уменьшилась бы только на несколько десятков метров в секунду. Ради такого ничтожного торможения вряд ли следует подвергать космонавтов риску столкнуться с Луной накануне возвращения на родную планету. Да и маловероятно, чтобы Луна в нужный момент оказалась на пути межпланетного корабля (то же, впрочем, относится к попыткам разгона Луной при отлете с Земли).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление