Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 189

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 .. 183 184 185 186 187 188 < 189 > 190 191 192 193 194 195 .. 221 >> Следующая


ГЛ. 22. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ЭКСПЕДИЦИИ

Типичный пилотируемый облет Венеры продолжается около года. Он должен быть пассивным. Корабль с полезной нагрузкой 40,9 т при удельном импульсе ЖРД 450 с должен иметь начальную массу на орбите 115 т. Достаточна одна ракета «Сатурн-5» [4.112].

Проекты пилотируемых облетов Марса и Венеры предусматривают запуски на околопланетные орбиты и на поверхности планет небольших автоматических станций во время сближения с планетой. Станция, совершившая мягкую посадку на Марс, может затем с пробами грунта присоединиться к кораблю во время его гиперболического пролета. Для этого она должна отделиться от корабля за 5—10 сут до пролета и перейти на траекторию попадания [4.113].

§ 5. Экспедиции с остановками при прямых симметричных перелетах

Время ожидания не может быть произвольным: оно определяется избранными траекториями перелетов туда и обратно. На рис. 166, а показаны гомановские траектории перелетов на Марс и обратно,

Рис. 166. Экспедиция Земля — Марс — Земля при а) гомановских и б) параболических тра екториях перелета в обоих направлениях.

требующие минимальных энергетических затрат на всю экспедицию, а на рис. 166, б — аналогичные параболические траектории. При обеих экспедициях траектория возвращениясимметрич-н а траектории перелета на Марс.

В случае симметричности траекторий прибытия и возвращения полная продолжительность экспедиции находится по следующему правилу, которое почти очевидно и делается ясным, если обратиться к конкретным примерам: полная продолжительность экспедиции (Гполн) равна удвоенному времени (т) между стартом и противостоянием (нижним соединением для Меркурия и Венеры), сложен- § 5. ЭКСПЕДИЦИИ ПРИ СИММЕТРИЧНЫХ ПЕРЕЛЕТАХ

449

ному с целым числом (п) синодических периодов (Pciiw), при котором полная продолжительность не меньше удвоенного времени перелета

(^nep)'

^полн ^ 2т -f- пР син 2Т*пер. (1)

Время ожидания находится по формуле

Tomm = Tnom 2Тпер. (2)

В случае рис. 166, а п= 1, а для рис. 166, б, п=0. Очевидно, условию (1) могут удовлетворять и большие значения п. Это значит, что полная продолжительность экспедиции и время ожидания всегда могут быть увеличены на целое число синодических периодов. Увы, позволить себе такую роскошь можно разве лишь при экспедиции на Меркурий (см. столбец 7 табл. 3).

По формулам (1), (2) вычислены данные столбцов 2, 3, 4 в табл. 13 и 14, причем значения т взяты из столбца 11 табл. 6 и столбца 7 табл. 7 в § 4 гл. 13, значения pcm — из столбца 7 табл. 3, a Tnep— из столбца 8 табл. 6 и столбца 3 табл. 7.

Из соображений симметрии очевидно, что скорость старта с поверхности планеты при возвращении равна скорости падения (или примерно скорости входа в атмосферу) при прибытии с Земли. Аналогично скорость схода с круговой орбиты спутника при возвращении равна тормозному импульсу выхода на орбиту при прибытии. При вычислении суммарных характеристических скоростей, приведенных в столбцах 5, 6, 7 табл. 13 и 14, принималось, кроме того, что при посадке на планеты, имеющие атмосферу, вовсе не используется реактивное торможение. Потери при посадке на планеты, лишенные атмосферы, и при старте с поверхностей принимались равными 14% скорости освобождения на поверхности. Выход на орбиту и сход с нее предполагались происходящими без потерь.

Существуют сомнения в возможности полного аэродинамического торможения как при выходе на орбиту вокруг Марса, так и при посадке на него: атмосфера очень разрежена, а масса корабля слишком велика. Поэтому в табл. 13 и 14 для высадки на Марс в скобках указано значение суммарной характеристическойгско-рости при полностью реактивном торможении (с учетом потерь).

В табл. 13 и 14 не приведены суммарные характеристические скорости при старте с земной поверхности, так как во всех практически реальных случаях неизбежен монтаж межпланетного корабля на низкой околоземной орбите.

Рассмотрим внимательнее табл. 13 и 14. Даже если взять минимальное значение из всех суммарных характеристических скоростей, приведенных"в них, а именно 5,741 км/с — пилотируемый корабль выходит на низкую орбиту вокруг Марса путем одного лишь аэродинамического торможения и затем г с ""нее"*'возвращается на Землю, и принять очень большую для ЖРД скорость истечения 450

ГЛ. 22. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ЭКСПЕДИЦИИ

Таблица 13. Межпланетные экспедиции при гомановских траекториях перелетов туда и обратно

Небесное тело Минимальная полная продолжительность экспедиции Минимальное время ожидания, сут Суммарная характері скорость при старте высотой 200 км околоземная орбита— низкая орби-• та—Земля істическая с орбиты , км/с околоземная орбита —поверхность-Земля
сут звездные годы Реактивное торможение Аэродинамическое торможение
1 2 3 4 5 6 7
Меркурий 277,9 0,76 66,9 20,562 27,8
Венера 759,5 2,08 467,3 10,270 6,888 15,7
Марс 971,9 2,66 454,1 7,869 5,741 (?) 10,0 (16,4)
Юпитер 2209,6 6,05 214,6 42,23 24,27 75,5
Сатурн 4759,7 13,03 341,5 29,33 18,31 49,0
Уран 12058,1 33,01 341,9 21,56 14,77 33,0
Нептун 22646,9 62,0 281,3 22,81 15,53 35,6
Предыдущая << 1 .. 183 184 185 186 187 188 < 189 > 190 191 192 193 194 195 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed