Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Как центр связи и управления космопорт на низкой орбите (высота порядка 110 км) не выдерживает конкуренции с гало-орбитой: в течение не более трех суток в месяц он не заходит за Луну (когда его орбита имеет с Земли вид, показанный на рис. 113, б); лунная база по 11 сут не будет иметь контактов с орбитальцоц стар- 8 ОКОЛОЛУННАЯ ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ
297
цией; когда такие контакты будут, то каждый из них будет продолжаться лишь около 10 мин за виток. Такому космопорту не обойтись без целой системы релейных спутников Луны.
Представляет интерес проект сравнительно дешевого устройства, заменяющего либрационный спутник связи в окрестности точки L2 [3.4/1. Пусть позади Луны находится некоторая масса — космический аппарат (КА),— связанная тросом с невидимой с Земли стороной Луны. Если бы Луна не обладала собственным притяжением, то, согласно сказанному в § 11 гл. 5, при определенных начальных условиях вся гантелеобразная система Луна — трос — KA должна была бы благодаря градиенту земной гравитации занять устойчивое положение вдоль продолжения линии Земля — Луна. Для этого KA должен был бы получить начальную скорость, равную расстоянию Земля — КА, умноженному на величину 2п/Т, где T — сидерический месяц; направление скорости должно было быть перпендикулярно продолжению линии Земля — Луна. При не слишком больших начальных скоростях, отличающихся от указанной, космический аппарат должен был бы колебаться, как 'маятник, относительно линии Земля — Луна. Притяжение Луны вносит важную поправку в наши рассуждения, а именно: если трос мал, то наш аппарат попросту упадет на Луну. Но этого не произойдет, если длина троса будет превышать расстояние от Луны до точки либрации L2. Чем больше это превышение, тем меньше может быть масса аппарата. При малых превышениях слишком велико может быть влияние массы той части троса, которая находится между Луной и точкой L2. Проектная длина троса [3.473 — 70— 90 тыс. км. Космическому аппарату на конце троса можно задать маятниковые пространственные колебания, при которых он будет выписывать на небе, если смотреть с Земли или с Луны, «фигуры Лиссажу». При углах размаха 30° только примерно на 0,2% траектории космический аппарат — релейная станция связи — будет загорожен от Земли Луной. Существуют уже сейчас достаточно прочные композитные материалы малой плотности, из которых может быть сделан трос, причем его толщина должна увеличиваться от космического аппарата до Луны, например, в 30 раз. Масса космического аппарата для указанной выше проектной длины троса, будет составлять несколько тонн, а троса — несколько сот килограмм *).
Предлагается [3.47] сначала вывести с помощью ракеты «Титан— Центавр» аппарат на гало-орбиту вокруг точки L1 (чтобы его можно было наблюдать с Земли). Небольшой двигатель на сжатом газе вытягивает конец троса на несколько километров в сторону Луны, а там уже трос движется сам к Луне под действием градиента гравитации. Одновременно в противоположную сторону должна на-
1J Плотность графито-эпоксидного материала, подходящего для троса,— 1550 кг/м3. Этот трос,— по-существу, не трос, а тонкая нить. 298
ГЛ. 12. ЭКСПЕДИЦИЯ НА ЛУНУ
правляться масса-«противовес», чтобы вся система оставалась на линии Земля — Луна. Через несколько недель конец троса достигает Луны и зацепляется за нее. Далее трос разматывается дополнительно еще на несколько тысяч километров, чтобы аппарат отодвинулся от Луны.
Станция не нуждается в системе ориентации, и лишь изредка может понадобиться коррекция фигур Лиссажу.
§ 9. Перспективы использования Луны
На нынешнем этапе экспедиции на Луну не имеют значительных преимуществ перед методами исследования Луны с помощью автоматических станций, однако рано или поздно на Луне будет создана постоянная научная станция со сменяемым экипажем. Опубликовано много работ, посвященных устройству жилищ на Луне 13.48] — искусственных пещер, домов из надувной затвердевающей пластмассы, из пустых топливных баков грузовых ракет. Существует немало проектов исследовательских и транспортных аппаратов, управляемых людьми, для передвижения по поверхности Луны и над ней: колесных, способных взлететь с помощью ракетного двигателя (даже, если нужно выходить на орбиту) [3.49]; прыгающих за счет энергии расширения сжатого газа, который снова сжимается после завершения прыжка [3.50], и т. п.
Большие перспективы сулит создание астрономической обсерватории на Луне. Считается, что лучшее место для нее — на обратной стороне Луны, а конкретнее — кратер Циолковский. Помимо оптических телескопов, здесь могут быть установлены и радиотелескопы, чему способствует отгороженность от земного радиофона, характерная для обратной стороны вообще, и большая площадь, свободная от скал, гор, каньонов, борозд и т. п., что не часто встречается на Луне [3.44].
На видимом полушарии Луны целесообразно создать метеоро-логическукГстанцию для наблюдения Земли. Лунный наблюдатель различит на Земле в телескоп в 4—5 раз меньшие детали, чем земной наблюдатель в тот же телескоп различит на Луне. Причина в том, что, хотя земная атмосфера и затрудняет работу лунного наблюдателя, возмущения в ней ему не вредят. Для наблюдения Солнца удобно будет создать три экваториальные станции на расстоянии 120° друг от друга, так что Солнце всегда будет в поле зрения двух из них [3.51].
