Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 192

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 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 221 >> Следующая


455

на пути к Марсу [4.106]. Схема такой экспедиции была показана на рис. 145 в § 3 гл. 17 [4.471.

Увеличение суммарной характеристической скорости при сокращенных длительностях полетов (по сравнению с «дважды гомановской» схемой) делает в случае использования ЖРД в марсианском корабле обязательным монтаж корабля на околоземной орбите, даже если речь идет только о выходе на орбиту спутника Марса (конечно, при реактивном торможении). Для 425-суточной экспедиции с пребыванием в окрестности Марса в течение 20 сут и при условии, что используется фторо-водородное топливо, начальная масса корабля на околоземной орбите равна примерно 1000 т в неблагоприятный период (1980 г.) и 670 т в благоприятный период (1986 г.), что требует запусков четырех — шести модифицированных ракет «Сатурн-5» [4.102].

При экспедиции на орбиту вокруг Меркурия полезно воспользоваться попутным облетом Венеры (см. § 3 гл. 18). Попутный облет Венеры при возвращении на Землю позволяет уменьшить менее чем на 10% импульс схода с^орбиты спутника Меркурия, несколько уменьшает скорость входа в атмосферу Земли, но увеличивает продолжительность экспедиции на 50—80% [4.116].

§ 7. Операции на околопланетных орбитах, пролетных

траекториях и поверхностях

До сих пор мы рассматривали такие схемы экспедиций, которые предусматривают или выход всей полезной нагрузки на околопланетную орбиту, или спуск ее целиком на поверхность планеты.

Но в большинстве проектов (кроме разве тех, в которых предусматривается использование газофазных ЯРД) корабль выходит на орбиту вокруг Марса, а затем на поверхность планеты, как и в третьем варианте экспедиции на Луну (§ 4 гл. 12), опускается лишь часть полезной нагрузки — посадочный аппарат, входящий в атмосферу со скоростью 3,5 км/с. Масса теплозащитного экрана будет невелика. Аппарат после заключительной встречи с кораблем остается на околопланетной орбите.

В случае, если выход на орбиту вокруг Марса осуществляется с помощью аэродинамического торможения, описанная схема дает чистый энергетический выигрыш по сравнению с вариантом спуска на поверхность всего межпланетного корабля: орбитальный корабль должен будет при отлете на Землю набрать лишь скорость, дополняющую круговую до необходимой гиперболической, а не всю гиперболическую скорость, как при старте с поверхности. Посадочный же отсек должен только выйти на орбиту, а не на гиперболическую траекторию отлета.

Если, однако, выход на орбиту вокруг Марса всего корабля осуществляется за счет ракетного торможения, то выигрыш в энер- 456

ГЛ. 22. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ЭКСПЕДИЦИИ

гии не будет безусловным, как при экспедиции на Луну: затрачивается топливо, которое при посадке всего корабля на поверхность могло бы быть сэкономлено благодаря сопротивлению атмосферы. Но вследствие того, что масса посадочного отсека может быть мала по сравнению с массой всего корабля, значительного выигрыша все же можно достичь. Чем меньше масса посадочного отсека, тем ближе расход топлива к случаю, когда посадка на поверхность вообще не производится. В предельном случае, когда массой посадочного отсека можно совсем пренебречь по сравнению с полной массой полезной нагрузки (автоматический посадочный зонд), экономия суммарной характеристической скорости составляет примерно 2 км/с.

Выход на орбиту вокруг Марса имеет и дополнительные непринципиальные преимущества: возможность тщательного выбора места посадки, использование корабля на орбите в качестве промежуточной станции для радиосвязи с Землей, соображения безопасности и т. д.

Экспедиция по схеме рис. 167 (§ 6) предусматривает по опубликованным расчетам [4.111] монтаж корабля массой 1190 т в течение 3 месяцев при посредстве 10 запусков ракет «Сатурн-5». Корабль несет 5 ядерных двигателей «Нерва-2» тягой 104 тс каждый, один из которых используется при старте с Марса посадочных отсеков (для чего требуется 30,4 т водорода). Двигатели отбрасываются по мере их использования: вблизи Земли, после выхода на орбиту вокруг Марса, после старта с нее. Полезная нагрузка 113 т, экипаж 8 человек.

По другому проекту [4.102] в случае 450-суточной экспедиции корабль может иметь массу 930 т на орбите в благоприятный период (1986 г.) и 1240 т в неблагоприятный период (1980 г.), если используется фторо-водородное топливо. Требуется 5—7 запусков модифицированных ракет «Сатурн-5».

В принципе возможна посылка на Марс космического корабля без его монтажа на околоземной орбите. Для этого необходимы носитель класса ракеты «Нова» (способный выводить на низкую орбиту полезную нагрузку 450 т), непременное использование ядерных двигателей на межпланетном корабле и обязательный спуск на Марс не всего корабля, а небольшого отсека с людьми. При этом, конечно, обязательно аэродинамическое торможение при спусках на Марс и на Землю [4.101].

Наконец, большой энергетический выигрыш можно получить, если основную часть корабля вообще не выводить на орбиту вокруг планеты, а заставить задержаться на орбите или на поверхности только небольшой пилотируемый отсек. Отсек отделяется от базового корабля еще до достижения планеты, спрямляет свой путь с помощью разгонного импульса собственной двигательной установки и достигает планету раньше корабля. Недолгое время ожидания отсека проходит на околопланетной орбите или на поверхности пли- § 7. ОПЕРАЦИИ НА ОКОЛОПЛАНЕТНЫХ ОРБИТАХ
Предыдущая << 1 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed