Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Пусть, например, длинный продолговатый спутник с большими одинаковыми массами на концах («гантель») движется по круговой орбите вокруг Земли в положении «спицы в колесе». Повернем его с помощью системы ориентации в положение «копья». Суммарная гравитационная сила, действующая на спутник, как вытекает из закона всемирного тяготения, теперь уменьшится, и спутник перейдет на эллиптическую орбиту. (Читатель убедится в сказанном, проделав вычисления, если, пренебрегая массой стержня «гантели», примет его длину, скажем, равной 2R, а высоту первоначальной орбиты—равной R или 2R, где R— радиус Земли.)
С помощью системы ориентации может быть изменена орбита и в случаях совсем иных природных сил. Например, сопротивление атмосферы может измениться при перемене положения спутника по отношению к встречному потоку, а сила давления солнечного света — при изменении ориентации аппарата с солнечным парусом; это отражается на орбите. Глава 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
§ 1. Космические объекты в околоземном пространстве
Различные организации в Советском Союзе и за рубежом занимаются регистрацией запусков и орбит космических объектов. По существующим правилам о запусках искусственных спутников Земли, межпланетных автоматических станций, космических кораблей и любых других космических объектов, а также о прекращении существования их на орбитах каждая страна представляет информацию в Организацию Объединенных Наций в стандартной форме. Все регистрирующиеся объекты могут быть разделены на «полезные нагрузки» и «вспомогательные объекты». Вторые представляют собой последние ступени ракет-носителей, части головных обтекателей ракет, объекты, остающиеся на вспомогательных орбитах (переходных эллиптических и низких круговых), отделившиеся отсеки лунных кораблей, различные детали и т. п. (Только после взрыва последней ступени одной из ракет США было зарегистрировано 450 орбит осколков; по неизвестной причине развалился на части спутник «Пагеос».) Обычно учитываются только объекты, движущиеся или двигавшиеся когда-то по орбитам, но не указываются отдельно ни полезные нагрузки (даже действующие), ни обломки на поверхностях Луны и планет.
По данным Центра противокосмической обороны в Колорадо-Спрингс (штат Колорадо, США) на 3 июля 1977 г. им было зарегистрировано более 10000 объектов, из которых более 4300 еще обращались по орбитам в ближнем и дальнем космосе, а остальные опустились (или упали) на Землю, Луну, Венеру и Марс или сгорели в земной атмосфере (Spaceflight, 1977, v. 19, № 10). По данным того же Центра на 31 декабря 1978 г. на орбитах в ближнем и дальнем космосе находилось уже 4629 объектов, в том числе на околоземных орбитах находилось 4516 объектов, а именно 1007 полезных нагрузок и 3509 вспомогательных объектовх). Из числа полезных нагрузок на
Эти и последующие ниже данные содержатся в таблице, опубликованной в журнале Interavia Air Letter (№ 9170 от 12 января 1979 г.). Та же таблица указывает, что на орбитах в дальнем космосе (вокруг Луны, Солнца, Марса и Венеры) на 31 декабря 1978 г. находилась 61 полезная нагрузка (из них 27 советских, 32 американских, 2 западногерманских) и 52 вспомогательных объекта, § 1. КОСМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ 15J
орбитах вокруг Земли 507 были запущены с помощью советских ракет, в том числе один спутник ЧССР и один спутник Индии. Из числа вспомогательных объектов на околоземных орбитах на долю СССР приходилось 939, а остальные 2507 «принадлежали» остальным странам.
Подробный обзор всего огромного многообразия космических объектов в околоземном пространстве в этой книге сделать невозможно, да эта задача и не может быть целью автора, повествующего о теории полета в мировом пространстве. Поэтому в настоящей и последующей главах сделана лишь попытка классификации по назначению хотя бы главной части функционирующих на околоземных орбитах объектов.
Многие из объектов, причем не только пилотируемые, способны совершать орбитальные маневры. Еще больше число таких, которые снабжены системами для коррекции орбиты. Все современные спутники обладают, как правило, системами ориентации. (Первые спутники были их лишены. Даже о самой ориентации — положении корпуса спутника в конкретный момент времени — приходилось судить косвенно: по показаниям приборов на спутнике или по наблюдаемым визуально колебаниям его блеска на сумеречном небе [2.24].)
В этой главе будут рассмотрены лишь автоматические, непилотируемые, спутники, причем рассказ об их внутреннем устройстве, о составе научной аппаратуры, о телеметрических системах не входит в задачу автора. Важное внимание будет уделяться выбору орбит и механических свойств движения спутников в зависимости от поставленной перед ними цели.
Запускаемые в разных странах спутники могут быть разделены по своему назначению на два больших класса:
1) исследовательские спутники (рис. 52, 53), предназначенные для изучения верхней атмосферы, излучений, полей и вещества в околоземном пространстве и самой Земли;
2) спутники прикладного назначения (рис. 55, 56), служащие для удовлетворения «земных» нужд народного хозяйства.
