Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
достаточный запас рабочего тела, может вернуться на околоземную орбиту.
В одной из американских работ [3.43] предлагается выводить грузовой корабль, снабженный ядерной энергетической установкой и ионным двигателем, на околоземную орбиту высотой 480 км с помощью [ракет типа «Сатурн-5» или «Нова» (в последнем случае масса корабля на орбите может составлять величину порядка 180 т). Вот как происходит перегне. 111. конечный участок за- ЛЄТ ИОННОГО Корабля В ОДНОМ ИЗ рЭССЧИ-
хвата ионного корабля луиой танных вариантов.Сначалакорабльвтече-3 43 ние 1191 ч (50 суті) движется по околозем-
ной спирали (скорость истечения 50 км/с), затем в течение 76 ч (еще 3 сут!) движется пассивно и, наконец, в течение 241,5 ч (еще 10 сут!) совершает около 490 оборотов вокруг Луны, проводя сложную операцию по выходу на окололунную орбиту. Во время этой операции скорость истечения составляет 10 км/с, а начальное реактивное ускорение равно 1,175-IO-4g. Ближайшая к Луне точка первого окололунного витка находится на высоте 3540 км, а окончательная высота орбиты равна 32 км. На рис. 111 показан конечный окололунный активный участок полета (на части траектории, обозначенной пунктиром, совершаются 483 оборота). Цифры указывают время в часах, истекшее после старта с околоземной орбиты. Выход на орбиту спутника Луны сопровождается сложным управлением тягой двигателя, которая некоторое время направлена против скорости, затем прикладывается только в ближайшей к Луне точке, потом направлена трансверсально относительно Луны (против скорости) и, наконец, обретает неизменное направление в пространстве. Весь перелет продолжается около 63 сут, причем суммарная характеристическая скорость достигает 7850 м/с. Если бы та же операция совершалась с помощью двух импульсов большой тяги, то суммарная характеристическая скорость составила бы 3870 м/с. Полезная нагрузка, доставляемая на окололунную орбиту, при описанном перелете должна составить 20—30% от общей массы корабля в момент старта с орбиты спутника Земли (сюда входит и двигательная система для мягкой посадки на Луну, на которую приходится 56% нагрузки). § 8. окололунная орбитальная станция
293
Можно себе представить в будущем регулярные рейсы больших многократно используемых грузовых электрических межорбитальных аппаратов, управляемых автоматически и снабжающих через посредство окололунного космопорта постоянные базы на Луне всем необходимым. Эти рейсы будут происходить наряду со «скорыми» импульсными полетами пассажирских космических кораблей [3.41].
§ 8. Окололунная орбитальная станция
Нормальное функционирование лунной транспортной системы предполагает создание постоянно действующих космопортов, т. е. орбитальных станций, вблизи Земли и вблизи Луны. Разумеется, окололунная орбитальная станция, помимо обслуживания экспедиций на поверхность Луны, может играть и важную роль научной обсерватории.
Во время пребывания американских^ космонавтов на орбите ожидания основного блока при экспедициях по программе «Аполлон» (особенно в последних полетах) выявилась эффективность наблюдения лунной поверхности человеком (например, были обнаружены разного рода вулканические явления, главным образом на обратной стороне Луны). Научное оборудование окололунной орбитальной станции может состоять из аппаратуры для цветной фотосъемки поверхности, радиолокаторов, детекторов инфракрасного и ультрафиолетового излучений и может использоваться для уточнения лунной топографии, изучения поверхностного и нижележащего слоев по их радиационной активности, обнаружения полезных ископаемых [3.39].
Рассмотрим подробнее работу окололунного космопорта.
Прибывший на станцию с околоземной орбиты лунный транспортный корабль, помимо грузов и пассажиров, доставляет топливо лунным буксирам, для которых космопорт служит ангаром. Буксиры доставляют грузы и космонавтов на поверхность Луны, а транспортный корабль забирает грузы (собранная информация, минералы и т. п.) и возвращающийся на Землю персонал и отбывает в обратный путь. Одновременно космопорт должен служить центром связи и управления всеми операциями на Луне и орбитах вокруг нее: встречами и стыковками транспортных кораблей, посадками и взлетами беспилотных лунных буксиров, перемещениями луноходов. Он должен обеспечивать связь с экспедициями на лунной поверхности. Персонал космопорта должен управлять манипуляторами на орбитальных аппаратах, обслуживающих автоматические спутники Луны. Для этих аппаратов, как, возможно, и для луноходов, космопорт будет служить ангаром и ремонтной станцией. Наконец, космопорт будет служить и базой для спасательных операций на окололунных орбитах [3.44]. 294
ГЛ. 12. ЭКСПЕДИЦИЯ НА ЛУНУ
На какой высоте и в какой плоскости должна быть расположена орбита окололунной станции?
Исходя главным образом из удобства научных исследований, в 1969 г. группа перспективного планирования при президенте США предложила создать космопорт на полярной окололунной орбите высотой 110 км (в рамках большой программы исследований Луны, рассчитанной на 80-е годы, которая так и не была утверждена). Однако для станции, играющей роль лунного космопорта, могут быть выбраны и другие, более выгодные орбиты,
