Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 193

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 .. 187 188 189 190 191 192 < 193 > 194 195 196 197 198 199 .. 221 >> Следующая


457

неты (если речь не идет о Венере). В момент пролета основного корабля мимо планеты отсек с людьми стартует с орбиты или поверхности и осуществляет встречу с ним на гиперболической траектории. Космонавты переходят из отсека в базовый корабль. В случае экспедиции на Марс корабль затем совершает активный

пути Венеру (для уменьшения скорости входа в земную атмосферу). В случае экспедиции на орбиту вокруг Венеры активный маневр не нужен, и отсек, если бы не было коррекций, мог в принципе сопровождать базовый корабль до самой Земли. Энергетический выигрыш очевиден: в пределе^ («остановочный» автоматический зонд очень небольшой массы) вся операция эквивалентна простому (активному или пассивному) облету планеты [4.47, 4.112, 4.1171.

На рис. 169 [4.47] показана описываемая схема экспедиции на орбиту вокруг Марса (волнистая линия — вид околопланетной орбиты в гелиоцентрической системе). Аналогично выглядит и схема высадки на поверхность (без волнистой линии).

В одном из исследований [4.117] посадка на Марс экспедиционного отсека предусматривается через 110 сут после его отделения. Время ожидания 2—3 недели1 Активный маневр после встречи требует 0,4-7-2,4 км/с (в разные^ периоды). Утверждается, что масса, выводимая на околоземную орбиту при использовании описанной операции, будет на 30% меньше той, которая бы понадобилась, 458

ГЛ. 22. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ЭКСПЕДИЦИИ

чтобы направить к Марсу два корабля, встречающиеся на орбите около него (очевидно, с той же полезной нагрузкой) 14.117].

Согласно другой работе [4.112] при полезной нагрузке 40,9 т, включая массу экспедиционного отсека 4,5 т, начальная масса корабля составит 240 т в благоприятный сезон и 450 т в неблагоприятный при удельном импульсе ЖРД 450 с, если отсек выводится на орбиту с перицентрическим расстоянием 1,1 радиуса Марса и эксцентриситетом 0,72. Монтаж такого корабля требует двух запусков ракет «Сатурн-5» (в неблагоприятный сезон — модифицированных с присоединенными большими РДТТ), один из которых выводит разгонный блок для схода с околоземной орбиты.

Особый вариант описанной схемы заключается в посылке к Марсу двух кораблей, причем один совершает посадку или выходит на околопланетную орбиту, а другой пролетает планету и принимает на борт экипаж первого корабля после встречи с ним на гиперболической траектории [4.118].

Выше было показано, что даже в будущем, когда войдут в строй газофазные ЯРД, трудности пилотируемых полетов к планетам группы Юпитера будут велики. Неоднократно выражалась надежда, что с прогрессом космической техники окажется возможным заранее запланированное использование водорода, добываемого из льда на поверхностях некоторых спутников юпитерианских планет, в качестве рабочего тела ЯРДУ в последующих операциях

§ 8. Экспедиции на астероиды

В последнее время высказывается мнение, что экспедиция на какой-либо астероид должна предшествовать экспедиции на Марс. Дело в том, что из огромного числа астероидов нетрудно, по-види-мому, выбрать объект для экспедиции, не требующий, во-первых, чрезмерных энергетических затрат и, во-вторых, слишком большой длительности экспедиции. Первому обстоятельству благоприятствует слабое притяжение даже самых крупных астероидов и то, что их орбиты в большинстве случаев имеют малые эксцентриситеты и умеренные наклоны (см. § 2 гл. 20). Что касается второго обстоятельства, то предоставляется возможность сократить до минимума время ожидания, если подобрать соответствующий астероид назначения.

Обратимся к схеме экспедиции на Марс при параболических траекториях полета в обоих направлениях (рис. 166 в § 5). Здесь время ожидания уже близко к нулю, так как момент прибытия на Марс отделен лишь 6 сутками от даты противостояния. Немного превысив третью космическую скорость, можно отправить корабль на Марс по такой траектории, что он прибудет на планету в момент противостояния и теоретически (если забыть об эксцентриситете и § 8. ЭКСПЕДИЦИИ НА АСТЕРОИДЫ

459

наклоне орбиты) сможет в тот же момент отправиться по симметричной траектории в обратный путь.

Очевидно, для какой-то гипотетической планеты с определенным радиусом орбиты могла бы найтись аналогичная г о м а н о в-с к а я траектория перелета, позволяющая по прибытии к планете назначения сразу же отправиться в обратный путь по второй половине эллипса прибытия. Время гомановского перелета для этого должно быть равно 1; 1,5; 2; 2,5,... годам, чтобы Земля могла прийти в начальную точку орбиты через 2; 3; 4; 5... лет после старта, когда туда же прибудет возвращающийся корабль. Для случая двухлетней экспедиции радиус r гипотетической орбиты (в а. е.) найдется из соотношения

1=-^-1/(1 + *)3 (см. формулу (10) в § 4 гл. 13), откуда

R=y32 — 1=2,174 а. е.

Близкие к этому значению большие полуоси орбит имеют астероиды группы Флоры. Орбита астероида Веста (диаметр 380 км) имеет большую полуось 2,3617 а. е., эксцентриситет 0,089, наклон 7,13°. Если пренебречь наклоном, то суммарная характеристическая скорость при полете по полуэллиптической орбите в перигелий Весты равна 12,410 км/сек, в афелий — 14,290 км/с. Если учитывать наклон, то энергетически оптимальные экспедиции на Весту (минимум суммы импульсов схода с околоземной орбиты и торможения при посадке на Весту и минимум скорости отлета с Весты; торможение у Земли аэродинамическое) возможны в 1974—1976 гг. и в 1978—1980 гг. Для первой экспедиции: старт в январе 1974 г. (4,375 км/с); посадка на Весту в январе 1975 г. (5,490 км/с); время перелета 1,042 года; время ожидания 0,365 сут; взлет с Весты в январе 1975 г. (5,270 км/с); возвращение на Землю в январе 1976 г.; время перелета 0,959 года; продолжительность всей экспедиции 2,002 года; суммарная характеристическая скорость 15,135 км/с. Соответствующие данные для второй экспедиции: март 1978 г. (5,338 км/с); декабрь 1978 г. (6,017 км/с); 0,770 года; 7,30 сут; январь 1979 г. (5,079 км/с); январь 1980 г.; 1,030 года; 1,820 года; 16,425 км/с. Увеличение импульсов скоростей на несколько десятков метров в секунду позволяет изменять время ожидания, снижая , его до нуля или увеличивая в десятки раз [4.1191.
Предыдущая << 1 .. 187 188 189 190 191 192 < 193 > 194 195 196 197 198 199 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed