Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
На Венере имеются обширные равнины со сглаженным рельефом, а также горы и горные хребты с крутыми склонами. Телепанорамы, переданные станциями «Венера-9, -10», показали камни на крутом склоне горы и плоскую равнину со скальными плитами, что указало на тектоническую активность планеты [4.53—4.561.
Чрезвычайно высокая плотность атмосферы Венеры в свое время заставляла предположить, что линия горизонта на ней весьма далека (ожидалось даже, что луч света может обогнуть всю Венеру, так что «наблюдатель увидит свой затылок»). В действительности из-за сильного нагрева черной, как уголь, поверхности обнаруживается обратный эффект: горизонт очень близок [4.54].
Радиолокационные наблюдения^ орбиты позволили обнаружить гигантскую рифтовую долину глубиной в несколько километров, шириной от 240 до 320 км и длиной более 1000 км. По другим сообщениям наблюдался каньон глубиной 6,4 км и длиной 400 км. Обнаружены горные цепи, а также вулканические образования. Высота некоторых гор — до 10 км.
Сообщалось, что американский зонд зарегистрировал с высоты 12 км красноватое свечение поверхностных пород, которое на высоте 10 км стало совершенно красным и делалось все более ярким по мере погружения.
Трудно себе представить более неподходящие для возникновения жизни условия, чем те, которые мы наблюдаем на Венере. Л. В. Ксанфомалити, автор с блеском написанной книги «Планеты, открытые заново» [4.54], впрочем, остроумно замечает, что — не приходится сомневаться,— если бы жизнь на Венере была вдруг обнаружена, тотчас бы нашлось этому теоретическое объяснение. И такое объяснение в книге приводится!.. Глава IS
ПОЛЕТЫ К МЕРКУРИЮ
§ 1. Достижение Меркурия
Полет к Меркурию по гомановской траектории при его среднем расстоянии от Солнца (0,387 а. е) требует начальной скорости 13,486 км/с и продолжается 105,5 сут. Значительный эксцентриситет орбиты Меркурия приводит к тому, что его расстояние от Солнца колеблется между 0,31 и 0,47 а. е. (46 и 70 млн км). Этот факт, а также наклон орбиты Меркурия (8°) должны учитываться при планировании полетов к Меркурию. Полет к афелию Меркурия, вообще говоря, легче полета к перигелию, если посылается пролетный или ударный зонд.
Средний синодический период Меркурия — менее 4 месяцев. Через такой промежуток времени повторяются условия, благоприятствующие полету к Меркурию. Продолжительность каждого такого сезона (появляющегося трижды в течение года) — не более недели. Наиболее благоприятны сезоны, совпадающие с началом ноября или началом мая, когда Земля находится вблизи линии узлов орбиты Меркурия и угловая дальность полета может быть близка к 180° (причем ноябрьские сезоны особенно выгодны, так как в этом случае точка прибытия к Меркурию находится вблизи его афелия). Один из трех благоприятных сезонов в течение года является именно таким [4.57].
Благоприятные сезоны еще сильнее отличаются друг от друга, чем при полетах к Марсу. Энергетические возможности фактически повторяются не через 4 месяца, а через 13 лет [4.581.
§ 2. Посадка и искусственный спутник Меркурия
При полете по гомановской траектории планетоцентрическая скорость входа космического аппарата в сферу действия Меркурия (ее радиус 112 000 км) равна 9,611 км/с. Скорость падения на по- § 2 ПОСАДКА И ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК МЕРКУРИЯ 397
верхность планеты 10,509 км/с. Меркурий практически лишен атмосферы. Поэтому всю указанную скорость необходимо погасить с помощью тормозной двигательной установки, как это делалось при посадке на Луну. Суммарная характеристическая скорость для старта с поверхности Земли оказывается равной 26,2 км/с, а для старта с орбиты на высоте 200 км — 16,7 км/с (см. табл. 8). Характеристическая скорость торможения при посадке на Меркурий превышает характеристическую скорость выведения на низкую орбиту спутника Земли, так что тормозная двигательная установка должна быть двух- или трехступенчатой и на нее должна приходиться основная часть массы межпланетной станции. Иначе говоря, на траекторию полета к Меркурию должна быть выведена целая ракета, подобная (хотя и не по своей внешней форме) тем ракетам, которые сейчас выводят спутники на орбиты вокруг Земли. Ракета «Сатурн-5» тут не обеспечит старт с Земли.
Для выхода на низкую круговую орбиту при полете к Меркурию по гомановской траектории необходим тормозной импульс 7,5 км/с. Это дает суммарную характеристическую скорость для всего эксперимента при старте с поверхности Земли 22,6 км/с, при старте с околоземной орбиты 13,06 км/с (см. табл. 11). Фактические значения этих величин должны быть больше на несколько километров в секунду из-за наклона и существенного эксцентриситета орбиты Меркурия.
Причиной высоких энергетических затрат на мягкую посадку и запуск спутника служит не сильное притяжение Меркурия (напротив, оно очень слабо), а большая планетоцентрическая скорость входа в сферу действия, рекордная для Солнечной системы. Эта скорость вблизи перигелия Меркурия заметно меньше, чем вблизи афелия. Суммарные характеристические скорости будут минимальны, если в момент прибытия космического аппарата Меркурий находится вблизи своего восходящего узла, лежащего примерно в 30° от перигелия. Поэтому благоприятные для отлетов с Земли сезоны, приходящиеся на начало мая, особенно выгодны для активных операций вблизи Меркурия.
