Техника - молодёжи 1961-06, страница 25
3. После торможения корабля орбита ею изменяется. 4. Орбита «Восток». корабля 2. Еще более отличаются по внешнему виду орбиты четырех кораблей, запущенных на одинаковой высоте, но в разных направлениях с одинаковой скоростью — 3076 м/сек. не означает, что для запуска спутника на далекие орбиты требуется меньше энергии. Наоборот, с увеличением высоты полета спутника расход топлива в ракете резко возрастает.' И это вполне понятно — ведь энергия расходуется не только на разгон спутника, но и на его подъем. А что происходит с кораблем, если ракета поднимает его на заданную высоту и сообщает скорость большую, чем круговая? В этом случае он начинает двигаться по эллиптической орбите. И чем сильнее его разгоняет ракета, тем дальше он удаляется от Земли. Поэтому с увеличением горизонтальной скорости круговая орбита превращается во все более вытянутый эллипс. Космический корабль, начавший свободный полет на высоте 200 км при скорости 11 км/сек. в точке максимального подъема достигнет орбиты Луны. Пока мы рассматривали случаи, когда ракета выводит корабль на горизонтальный полет, то есть параллельно касательной к поверхности Земли. А что произойдет, если в конце пути ракета будет лететь наклонно и космический корабль, отделившись от нее, также полетит наклонно к горизонту? Оказывается, в этом случае корабль пойдет по эллиптической орбите, даже если его скорость будет равна круговой. На рисунке в заголовке (1) показаны орбиты двух космических ко раблей-спутников. Оба корабля начали свободный полет на одной и той же высоте — 400 км. Им> была сообщена одинаковая по величине скорость. Один корабль двигался горизонтально и пошел по круговой орбите. А другой—под углом к горизонту. Когда второй корабль отделился от ракеты, он стал набирать высоту, при этом скорость его полета уменьшалась. В точке максимального подъема — в апогее — она стала равной 7 449 м/сек. Но на этой высоте корабль не сможет продолжать кругового движения, так как приобретенная им скорость недостаточна. Он станет снижаться, а скорость его за счет этого будет возрастать. пока в перигее не достигнет 7 902 м/сек. А это больше, чем кру говая скорость для данной высоты. Поэтому корабль, пройдя перигей, продолжит полет по эллиптической орбите и будет вновь набирать высоту. Путь второго корабля существенно отличается от пути первого. Но у их орбит есть и общие характеристики. Сумма высот перигея и апогея эллиптической орбиты равна удвоенной высоте круговой орбиты. И поэтому периоды обращения обоих кораблей вокруг Земли будут одинаковы. Оба космических корабля облетят земной шар за 92 мин. 29 сек. И. А. МЕРКУЛОВ, инженер Рис. В. КАРАБУТА и Д. СМИРНОВА Этим законам подчиняются полеты любых космических кораблей. Представьте себе, что на высоте 35 810 км запустили четыре спутника и сообщили им первую космическую скорость (рис. 2). Все они совершат полный оборот за одно и то же время — за 24 часа. Но направление полета выбрано для них различное, а поэтому и орбиты их будут неодинаковыми. спутника, движущегося по круговой орбите, линейные и угловые скорости будут постоянными в течение всего полета. Так как Земля и спутник совершают полный оборот за 24 часа, то угловые скорости их равны: за каждый час они поворачиваются на угол в 15°. Если спутник движется в плоскости экватора, то он будет находиться все время над одной точкой земной поверхности. Наблюдателю с Земли этот спутник покажется неподвижно висящим в небе. У спутников, движущихся по эллиптическим орбитам, линейные и угловые скорости в разные моменты , времени неодинаковы. Их угловая скорость будет то больше скорости вращения Земли, то меньше. И наблюдателю покажется, что спутник совершает колебательные движения: он движется то вперед, то назад. Чем больше вытянут эллипс, тем сильнее размах этих колебаний. Таким образом, орбита космического корабля всецело зависит от величины и направления скорости. Если же известна орбита, то можно совершенно точно вычислить скорость спутника и в начале полета и в любой точке пути. У всех кораблей-спутников, движущихся за пределами атмосферы по одинаковым орбитам, независимо от их веса, размеров и внешней формы, скорости в соответствующих точках орбит одинаковы. Космический корабль «Восток», на борту которого Ю. А. Гагарин совершил первый в мире полет в космос, двигался по эллиптической орбите с высотою перигея 181 км и апогея 327 км (рис. 4). По этим дан- МИРНЫЙ КОСМОС-ВСЕМУ ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ. МЫ ОТКРЫВАЕМ ДОРОГИ К ЗВЕЗДАМ. |
