Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Включение \ дбиеателей ш малой тяги M
Рис. 81. Посадка станции с аппаратом «Луноход».
Проведено длительное и планомерное изучение космического рентгеновского излучения и радиационных свойств поверхности. После прекращения активной жизни «Лунохода-1» проводилась лазерная локация с Земли французского уголкового отражателя,установленного на Луне. Такая локация, по существу, означает использование Луны в качестве геодезического спутника. Г94
гл. 8. достижение луны
16 января 1973 г. в 01 ч 35 мин станция «Луна-21», стартовавшая с Земли 8 января, совершила посадку на восточной окраине Моря Ясности, внутри полузатопленного кратера Лемонье, и доставила на поверхность Луны передвижной аппарат «Луноход-2». Конструкция аппарата отличалась от конструкции «Лунохода-1» незначительной модернизацией (в частности, добавлением выносной высоко расположенной телекамеры). В числе исследований, проводившихся аппаратурой «Лунохода-2» в неподвижном его состоянии, были магнитные измерения с целью установления связи магнитного поля Луны с изменениями межпланетного магнитного поля и магнитного шлейфа Земли, измерявшимися одновременно спутником «Прогноз-3». Благодаря навыкам, приобретенным наземным «экипажем» аппарата, и улучшению обзора средняя скорость «Лунохода-2» значительно превысила скорость перемещения «Лунохода-1». К моменту окончания работы «Лунохода-2», продолжавшейся 5 лунных дней, аппарат преодолел 37 км, передвигаясь в условиях сложного рельефа.
В главе 11 мы рассмотрим проблемы возвращения на Землю автоматических лунных станций. Глава 9
ПРОЛЕТНЫЕ ОПЕРАЦИИ
§ 1. Пролетная траектория
До сих пор нас интересовали лишь такие траектории сближения с Луной, которые приводили к достижению поверхности Луны. Но для космонавтики огромный интерес представляют и такие траектории, по которым космический аппарат пролетает мимо Луны на том или ином расстоянии, испытав силу ее притяжения. Эти траектории вовсе не обязательно являются результатом «промаха» при «стрельбе» по Луне, а в большинстве случаев непосредственно удовлетворяют нуждам научных исследований или служат для осуществления сложных задач космонавтики.
Рассмотрим построение пролетной траектории на конкретном примере [3.11.
В некоторый момент, когда Луна находится в точке JI0 (рис. 82, а), с Земли стартует космический аппарат, получив на высоте 200 км почти горизонтальную начальную скорость, на 0,092356 км/с меньшую местной параболической скорости (что всего лишь на 0,5 м/с превышает начальную скорость, соответствующую полуэллиптической траектории). Через 2,9 сут полета аппарат, двигаясь по эллипсу, достигает в точке A1 границу сферы действия Луны, движущейся ему наперерез (Луна находится в этот момент в точке JI1). Если бы Луна была неподвижна, то наш аппарат пролетел бы через окраину сферы действия, едва испытав на себе притяжение Луны. Но, поскольку Луна движется, селеноцентрическая скорость оказывается направленной в глубь сферы действия. Ее направление может быть найдено с помощью треугольника скоростей (рис. 82, б), в котором «абсолютная», геоцентрическая, входная скорость Vbx (она задана по величине и направлению и равна примерно 0,6 км/с) представляет собой векторную сумму «относительной», селеноцентрической, входной скорости ubx и «переносной» скорости Луны Vnt (она равна 1,02 км/с и известна по направлению).
Зная величину и направление входной селеноцентрической скорости, мы можем теперь построить (рис. 82, в) селеноцентрическую траекторию внутри сферы действия, совершенно забыв 222
гл. 9. пролетные операции
(в соответствии с приближенной методикой) о притяжении Земли. Как мы- знаем (§ 7 гл. 8), селеноцентрическая траектория будет обязательно представлять собой гиперболу. Поскольку в нашем случае прицельная дальность достаточно велика, вершина гиперболы оказывается над поверхностью Луны, встреча с Луной не
Рис. 82. Пример построения пролетной траектории [3.1]: а) геоцентрическая траектория; б) треугольник скоростей в точке A1 входа в сферу действия; в) селеноцентрическая траектория; г) треугольник скоростей в точке A2 выхода, о) треугольник скоростей в
точке Aa выхода.
происходит и по истечении 4,2 сут с момента старта космический аппарат снова выходит к границе сферы действия в точке A2 (рис. 82, в).
В силу симметричности движения по гиперболе выходная селеноцентрическая скорость увых равна по величине входной ивх, но повернута относительно нее на некоторый угол а. Концы ветвей гиперболической траектории настолько распрямлены, что векторы входной и выходной селеноцентрических скоростей можно считать совпадающими с асимптотами гиперболы (они показаны на рис. 82, в). Поэтому угол а равен углу, образованному асимптотами.
®
§ i. пролетная траектория
223
Угол поворота а является важной характеристикой того влияния, которое притяжение Луны оказывает на пролетную траекторию. Он тем больше, чем меньше прицельная дальность и чем меньше входная селеноцентрическая скорость. Максимальное его значение соответствует пролету в непосредственной близости от лунной поверхности при минимальной входной селеноцентрической скорости (около 0,8 км/с) и составляет около 120°.
