Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
В заключение приведем то, что стало известно из сообщений средств массовой информации в сентябре 1979 г. о предварительных результатах исследований в системе Сатурна, переданных на Землю космическим аппаратом «Пионер-11».
Был открыт неизвестный ранее естественный спутник Сатурна диаметром 100—300 км, с орбитой, расположенной на расстоянии 90 000 км от поверхности планеты. Пролетевший на расстоянии 2500 км от этого спутника «Пионер-11» испытал на себе его магнитное влияние.
Были обнаружены два новых внешних кольца планеты. Ранее были известны три кольца (или, если угодно, три части одного кольца, разделенные щелями). Ледяные частицы кольца, как выяснилось, имеют размер порядка сантиметра, а не представляют собой метровые глыбы. Температура кольца с обеих его сторон оказалась не более 150 К- Радиус одного' из'новых"колец— 600-г900 тыс. км.
Обнаружена магнитосфера Сатурна, ось которой совпадает с осью вращения Сатурна. Внутри шаровой области, сечением которой является кольцо Сатурна, отсутствуют заряженные частицы (электроны и протоны). Они захвачены частицами кольца. 428
ГЛ. 19. ПОЛЕТЫ К ЮПИТЕРИАНСКИМ ПЛАНЕТАМ
На фотографиях Сатурн предстает как желтый шар с голубым участком вокруг северного полюса. Видны лентовидные структуры. Температура верхней атмосферы равна 100 К- Сатурн излучает из глубинных источников больше тепла, чем предполагалось, а именно вдвое больше, чем получает от Солнца. Возможно, он даже обогревает Титан.
На Титане обнаружена плотная атмосфера. Видна полярная шапка. В атмосфере заметны красноватые, рыжеватые, желтые прожилки. Вследствие радиопомех не удалось получить данные о температуре Титана. В атмосфере найден метан.
Аппарат «Пионер-11» испытал вблизи кольца Сатурна несколько встреч с микрометеоритами, не причинивших ему вреда.
Дополнение пр'и корректуре. Продолжают поступать сообщения о дальнейшей обработке результатов пролетов Юпитера и Сатурна в 1979 г.
Над невидимой с Земли ночной стороной Юпитера была обнаружена дуга полярного сияния длиной 30000 км (на высоте 700—2 300 км).
Помимо уже упомянутого спутника Сатурна, открытого с помощью фотополяриметра и названного Скала Пионера, обнаружены по поглощению потока заряженных частиц еще 5 спутников Сатурна на расстояниях от границы облаков 80 600, 81 000, 91 300, 92 000, 109000 км. Поперечник третьего из них более 170 км (Sky and Telescope, 1979, v. 58, № 6).
Магнитосфера Сатурна по своей структуре более похожа на магнитосферу Земли, чем на магнитосферу Юпитера. Глава 20
ПОЛЕТЫ К АСТЕРОИДАМ
§ t. Пролет астероида
Общее количество малых планет, или астероидов, в Солнечной системе оценивается в 150—250 тысяч. На 1 января 1970 г. в астрономических каталогах были зарегистрированы орбиты 1746 астероидов. Можно предполагать, что общая масса всех астероидов не превышает 0,001 массы Земли [4.88].
Астероиды представляют собой небесные тела различных размеров. Самые крупные из астероидов — Церера (770 км в диаметре), Па л л ада (490 км), Веста (380 км), Юнона (190 км). Самые небольшие из известных астероидов имеют диаметры около 1 км. Меньшие астероиды, по существу, не отличаются от крупных метеорных тел.
Подавляющее большинство орбит астероидов располагается между орбитами Марса и Юпитера. Некоторые астероиды, однако, заходят внутрь орбиты Земли и даже Меркурия (Икар — эксцентриситет 0,827, большая полуось 1,078 а. е.), а орбита Гидальго простирается почти до орбиты Сатурна. Многие орбиты очень круто наклонены к плоскости эклиптики (Гидальго —42,5°, Бетулия —52°).
Ожидается, что изучение астероидов, особенно составляющего их вещества, может пролить свет на происхождение Солнечной сис-. темы.
Пролеты астероидов отличаются от пролетов больших планет тем, что поле тяготения астероида вовсе не искривляет траекторию космического аппарата или искривляет ее очень слабо и лишь вблизи астероида. Большое число астероидов позволяет рассчитывать на возможность пролета нескольких из них одним космическим аппаратом.
Полет ко многим астероидам должен происходить по траекториям, сильно наклоненным к эклиптике, что снижает величину полезной нагрузки. Поэтому часто рассматривается использование солнечных ЭРДУ для полетов к астероидам [4.62, 4.89—4.91], в частности вместе с пролетом мимо Земли [4.70] (ом. § 3 гл. 19). Это 430
ГЛ. 20. ПОЛЕТЫ К АСТЕРОИДАМ
позволяет, кстати, в широких пределах варьировать время запуска. Когда цель эксперимента — простой пролет, ЭРДУ может работать только на какой-то начальной части пути, продолжая разгон, начатый химической ракетой-носителем.
§ 2. Встреча с астероидом
Здесь слово «встреча» употребляется в смысле § 6 гл. 5: уравнивание скоростей космического аппарата и астероида. Такая постановка задачи возможна из-за слабой гравитации астероидов (см.
ниже) и позволяет определить затраты топлива на операцию. Кроме того, из-за неопределенности масс астероидов х) целесообразно проектировать встречу не с самим астероидом, а с некоторой фиктивной целью, отстоящей от него на расстоянии порядка 10 ООО км [4.90].
