у космически»

причалов х

А. ШИБАНОВ, инженер

Стартовавшая с Земли ракета приближается к космической станции. Семьдесят пять таких станций разбросано по удаленным и близлежащим орбитам вокруг земного шара. Регулярное сообщение с ними поддерживают космические корабли типа «Сломар». Они снабжают персонал станций необходимыми припасами, проводят техническое обслуживание, а в случае необходимости н ремонтно-спасательные работы. Приближающийся корабль выполняет маневр, и вот он уже пришвартовался к космическому причалу.

Не нз далекого будущего выхвачен втот епиэод — события происходили в 1961 году. Космические станции и космические корабли — плод «воображения» влектронной вычислительной машины. Пять лет назад американская фирма «Мартин» решила подробно изучить операцию встречи в космосе, как необходимый втап прн обслуживании обитаемых епутннков. Исследования проводились методом математического модели-рованкя на влектронной вычислительной машине. Так родились несуществующая, гипотетическая система космических станций вокруг Земли и обслуживающие кх космические корабли, получившие даже специальное название «Сломар». И хотя для решения задачи были применены наиболее современные математические методы, в воображаемой космической системе, к явному неудовольствию ее создателей, возникли неполадки: то в космосе, то на Земле создавались заторы и очереди. А раз такие неприятности возникают даже в идеальной модели, они наверняка могут встретиться н на практике. Повтому уже сейчас следует подумать обо всех втих случаях. Ведь с инмк придется столкнуться на деле, когда Земля будет окружена целым хороводом искусственных космических станций.

И прежде всего необходимо отработать маневр встречи в космосе...

ВЫСТРЕЛ В ТОЧКУ ОРБИТЫ

Без втой операции невозможно производить сборку больших космических аппаратов на орбите, заправку кораблей топливом в полете, инспектирование епутников. Встреча н стыковка на орбите — ступень, которую не может обойти современная космическая техника.

Но даже космическим кораблям, движущимся по одной орбите, не так-то просто соединиться друг с другом. Слишком уж необычны правила движения в космосе. Чтобы поравняться с отставшим кораблем, передний корабль должен сначала... удалиться от иего. Сделав резкий рывок вперед, он перескакивает на более высокую орбиту. Теперь каждый его виток вокруг Земли длится дольше. По скорости обегання своей орбиты корабль явно проигрывает нижнему кораблю. Но вопреки известной пословице у космических кораблей свое правиле*: тише едешь — ближе будешь. А сближение — вто первый необходимый втап для стыковки в космосе. Не сходя со своей орбиты и не затратив никаких усилий, нижний корабль быстро нагоняет партнера. Только после этого кочующий корабль-спутник может енова опуститься на прежнюю орбиту рядом со вторым кораблем.

Не лучше ли сразу запускать космические корабли иа одну орбиту как можно ближе друг к другу? Ведь так им легче сблизиться в полете.

Самое трудное в таком запуске — слишком высокая точность. За первым космическим кораблем, вапущениым иа орбиту искусственного спутника Земли, зорко еледят наземные станции. В любой момент времени они оповещают о точном его положении. Благодаря вращению Земли орбита корабля-спутника черев некоторое время снова пройдет над местом старта. Если н сам корабль в тот же момент окажется в нужной точке орбиты, то наступила решающая минута для старта второго корабля. И даже не минута, а всего лишь секунда. Стоит вапоядать или поспешить с запуском на несколько секунд, и корабли разойдутся на десятки километров друг от друга.

ГОНКИ ПО КРУГУ

Ы е часто случается такое удачное двойное совпадение, что-** бы корабль на орбите и сама орбита одновременно заняли нужное положение. Дело усложняется еще больше непомерно высокой точностью запуска. Избавиться от ювелирной точности запуска можно, только снабдив космические корабли собственными ракетными двигателями. Переоборудованные в самоходные спутники, они уже не будут прикованы к одной орбите. Первым таким кораблем был советский космический аппарат «Полет-1», запущенный в космос в ноябре 1963 года. Для маневрирующих космических кораблей ученые предлагают целый набор «готовых» траекторий сближения. Разумеется, все вти маневры были уже не один раз опробованы на бумаге, с карандашом в руке. Не обошлось и без мудрых советов влектронной вычислительной машины.

Расчеты показывают: наилучший вариант встречи в космосе — вто сближение кораблей-спутников с орбнт, лежащих в одной плоскости. Можно, например, вапустнть второй космически» корабль не на орбиту первого корабля, а на некоторую промежуточную, расположенную в той же плоскости, ио несколько ниже. Тогда для запуека удобен любой момент, когда орбита первого корабля-спутника проходит над местом старта. Никаких дополнительных условий не требустся. Два раза в сутки, когда тень воображаемой орбиты падает на космодром, можно подавать сигнал к старту. И не имеет значения, где в вто время находится преследуемый спутник — пусть даже на противоположной стороне земного шара. Старт освобождается от жестких оков точности, заставляющих вестн счет долям секунды.

На орбитах, отличающихся своей высотой, корабли-спутники обегают земной шар за разное время. Они напоминают двух конькобежцев, скользящих по двум круговым дорожкам с различной скоростью. На более низкой, внутренней орбите корабль совершает каждый оборот вокруг Земли быстрее, чем корабль на внешней, более удаленной орбите. С каждым мгновением разрыв между кораблями сокращается. Космическое соревнованке неизбежно выигрывает нижний корабль, который за несколько витков нагоняет верхний. Как только «соперники» поравняются, маневрирующий корабль может включить свой двигатель н переселиться иа вышележащую орбиту рядом с первым кораблем.

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА-ГЛАВНЫЙ ПРИНЦИП МАНЕВРИРОВАНИЯ

U о теперь самое время вспомнить: первое правило движения **по космическим трассам — строжайшая вкоиомня горючего! Слишком дорого обходится каждый его килограмм на орбите. Повтому переход с одной орбиты на другую с непрерывно работающим Двигателем — непозволительная роскошь. Еще К. Циолковский показал, что при движении в поле тяготения мгновенные изменения скоростей ракет более выгодны с точки зрения расхода топлива. Повинуясь втому неумолимому закону вкоиомии, двигатель включают только на короткие мгновения, двумя скупыми порциями в начале н в конце маневра. Точно раеечнтанные толчки лишь сталкивают корабль с одной орбиты и вталкивают его иа другую. Весь промежуточный путь корабль свободно пролетает по половине аллнпса, касающегося обеих орбит. Если же нужно сократить время полета, к услугам пилота другке вллипсы, не касающиеся орбит, а пересекающие их. Правда, расход топлива при втом сразу увеличивается — за поспешность приходится платить дорогой ценой.

Стремление любым путем сакоиомнть горючее приводит порою к самым неожиданным результатам. Если внешнвя орбита, на которую переходит маневрирующий корабль, очень удалена от иего, то двух толчков ракетного двигателя становится слишком много. Чересчур много горючего съедают тн две «вспышки». Повтому предлагают ограничиться всего... тремя толчками. Вопреки обычной арифметике расход топлива прн трехтолчковом маневре значительно меньше, чем прн двух-

II