Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 150

Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.

Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном изложении — М.: Наука, 1980. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikakosmicheskogopoleta1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 144 145 146 147 148 149 < 150 > 151 152 153 154 155 156 .. 221 >> Следующая


Интересно рассмотреть вопрос о запуске «стационарного» сп>т-ника Солнца. Кавычки здесь употреблены потому, что, во-первых, речь идет об орбите, лежащей в плоскости орбиты Земли, а экваториальная плоскость Солнца наклонена к ней на 7°15', и, во-вторых, скорость вращения Солнца на разных широтах неодинакова. Мы примем для «стационарного» спутника Солнца период 26 сут. Ему соответствует радиус орбиты 0,172 а. е. и круговая скорость 71,75 км/с. Переход до перигелия переходной орбиты совершается за 82 сут. Скорость старта с Земли должна быть равна 17,69 км/с, скорость искусственной планеты в афелии — 16,08 км/с, в перигелии — 93,4 км/с. Таким образом, второй импульс должен равняться 93,4—71,8=21,6 км/с, а суммарная характеристическая скорость (без учета гравитационных потерь при старте) равна 17,7+21,6= =39,3 км/с. Следовательно, запуск «стационарного» спутника Солнца требует очень больших энергетических затрат на единицу полезной нагрузки; он невозможен без сборки космического аппарата на околоземной орбите. Это следует сказать и вообще о всяких круговых орбитах, более или менее близких к центру Солнечной системы х). Например, вывод искусственной планеты на орбиту радиуса 0,387 а. е. (большая полуось орбиты Меркурия) требует характеристической скорости 23 км/с.

Гораздо лучше обстоит дело с запусками искусственных планет на орбиты, находящиеся на уровнях орбит Венеры и внешних планет. С увеличением радиуса орбиты суммарная характеристическая скорость сначала возрастает до 21,4 км/с, а затем убывает до значения третьей космической скорости 16,65 км/с для орбиты бесконечного радиуса. Переломной является орбита радиуса 11,9 а. е. [4.6, 4.13] (сравните со сказанным в § 2 гл. 5), лежащая за орбитой Сатурна. Значения суммарных характеристических скоростей для запусков искусственных планет на орбиты естественных можно найти, сложив данные столбца 2 табл. 6 с данными столбца 2 табл. 8.

Мы не касаемся здесь серьезных технических проблем, связанных с нагревом космического аппарата. Интенсивность облучения поверхности «стационарного» спутника Солнца будет в 33,8 раза больше, чем на орбите Земли 358 ГЛ. 15. ЗОНДИРОВАНИЕ МЕЖПЛАНЕТНОГО ПРОСТРАНСТВА

На рис. 136 приведены график а начальных скоростей, необходимых для достижения различных расстояний от Солнца, и график б суммарных характеристических скоростей для запусков соответствующих искусственных планет на двухимпульсные круговые орбиты.

Особый характер носит операция выведения космического аппарата на орбиту, совпадающую с орбитой Земли, но в точке, опережающей Землю или отстающей от нее. Можно, например, вывести

Рис. 136. Графики (а) начальных скоростей, обеспечивающих достижение заданных расстояний по полуэллиптическим траекториям, и (б) суммарных характеристических скоростей для двухимпульсных запусков искусственных планет на круговые орбиты Расстояние по вертикали между графиками а и б указывает величину импульса в афелии орбиты перехода. График в показывает величину суммарной характеристической скорости двухимпульсного маневра для падения на Солнце. Старты — с земной поверхности Потери не учитываются. Масштабы расстояний на оси абсцисс отличаются в 20 раз для внутренних и внешних орбит.

аппарат сначала на промежуточную орбиту с периодом обращения 4/5 года (рис. 133, а). Вернувшись через 4/5 года в точку запуска, космический аппарат не застанет там Землю, которая за это время

4

уйдет на -g-360°=288°, т. е. окажется на 72° позади искусственной

планеты. Это отставание сохранится и впредь, если теперь разгонным импульсом вернуть космический аппарат на орбиту Земли. Аналогично может быть посредством промежуточной орбиты с пе- § 5. ПЕРЕХОД ЧЕРЕЗ БЕСКОНЕЧНОСТЬ

359

риодом 3/г года (рис. 133, а) выведена искусственная планета на орбиту Земли в точке, диаметрально противоположной Земле. (Правда, связь с ней затруднена радиопомехами со стороны находящегося посредине Солнца.)

§ 5. Переход через бесконечность

Аналогично тому, что говорилось в§2гл. 5, трехимпульс-ный маневр (см. рис. 36) в поле притяжения Солнца дает энергетический выигрыш, если радиус орбиты, на которую выводится искусственная планета, превышает 11,9 а. е. Пользоваться этим маневром на практике, однако, нецелесообразно, так как для того, чтобы получить ощутимый выигрыш, следовало бы относить афелий первой полуэллиптической траектории удаления от Солнца (и второй траектории приближения) так далеко, что вся операция продолжалась бы десятки лет. (Максимальный выигрыш, разумеется, достигается «переходом через бесконечность»).

По-видимому, может быть целесообразен двухимпульсный маневр выхода из плоскости эклиптики: космический аппарат удаляется по гомановской траектории так далеко, что слабый импульс в афелии может вывести его на новую эллиптическую орбиту в новой плоскости. Например, при удалении афелия на 40 а. е. от Солнца (среднее расстояние Плутона) достаточно сообщить аппарату скорость 1,4 км/с, чтобы его гомановская орбита повернулась, не изменяясь, на 90° вокруг линии Солнце — афелий. При этом максимальное удаление от плоскости эклиптики составит 6,32 а. е. =945-10е км и будет находиться примерно над орбитой Урана. Суммарная характеристическая скорость равна 17,7 км/с (приведена к поверхности Земли, потери не учитываются). Минимальное значение суммарной характеристической скорости равно третьей космической скорости 16,65 км/с и достигается «переходом через бесконечность».
Предыдущая << 1 .. 144 145 146 147 148 149 < 150 > 151 152 153 154 155 156 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed