Техника - молодёжи 1995-04, страница 21

ФАНТАСТИЧЕСКАЯ КОСМОНАВТИКА

Зто последняя научно-популярная статья Михаила Георгиевича ПУХОВА.

Он рассказывал, что стал чувствовать какую-то систему в творческом поиске людей — будь то наука, техника или литература, искусство. Может, именно поэтому такая насыщенная информацией работа получилась у него всего за месяц. Предполагалась целая рубрика, посвященная связи фантастики с серьезными космическими проектами. Михаил уже размышлял о второй статье цикла...

Увы, смерть прервала его жизненный путь. Но все то страшное время, несмотря на мучительную болезнь — рак, — он

проявлял удивительную исследовательскую и редакторскую активность. Обратите внимание на меткость и уместность примеров и сравнений, разнообразие использованных источников (Ж. Верн, А. Кларк, А. Толстой), достоверность фактической информации. И это синтезировано человеком, почти не встававшим с постели! Умело обработан и материал собственных произведений.

О них — особый разговор, ведь Михаил оставил научно-фантастическую повесть "Дипломный перелет (версия защиты)", над которой трудился последние годы. Но что-то с ней не выходило, а там также затрагиваются вопросы, сход

ные с тематикой "Фантастической космонавтики". И вот после выписки из больницы он вдруг с радостью объявил, что вещь завершена и что вскоре сдаст ее в ближайший номер. Но, судя по всему, наш коллега, подобно Моцарту, додумал все лишь у себя в голове, не успев записать это на бумаге (или дискете): сколько мы ни искали, пока так и не нашли повесть в законченном виде.

Данная статья, по-видимому, стала для ее автора каким-то завершающим интеллектуальным рывком. И, как только она была готова, у Михаила сразу же наступило ухудшение... Через несколько дней его не стало. □

Михаил ПУХОВ

ПЕРТУРБАЦИЯ С ПЕНЕТРАЦИЕИ

НОВЫЙ ПУТЬ К МАРСУ

Почти все эффектные исследования дальних планет и других космических тел Солнечной системы с пролетных траекторий проведены с использованием пертурбационного маневра (ПМ).

Так ученые называют способ изменения величины и/или направления скорости космического корабля без затраты топлива, за счет взаимодействия с гравитационным полем встреченной планеты. Первым ПМ предложил Ю.В.Кондратюк. Впрочем, идея витала в воздухе: астрономы давно заметили, что кометы и астероиды, пролетая Юпитер, меняют траекторию - исполняют ПМ.

как это делается

Чтобы самостоятельно рассчитать простейший ПМ (все траектории располагаются в одной плоскости), не нужны ни компьютер, ни даже калькулятор. Достаточно одного графика и четырех диаграмм. На первой из них видим, как планета догоняет космический корабль (ситуация типична при ПМ во владениях Юпитера). На второй диаграмме скорости переводятся в систему координат, связанную с планетой: она теперь неподвижна, корабль приближается слева.

На третьей диаграмме с помощью графика рассчитывается угол поворота вектора скорости космического корабля при движении по гиперболе в окрестностях планеты. По горизонтальной оси отложено частное от деления постоянной поля тяготения планеты, помноженной на ее массу, на квадрат относительной скорости (той, что на диаграмме 2) и начальную прицельную дальность.

Наконец, на четвертой диаграмме новая относительная скорость корабля суммируется со скоростью планеты и переводится в прежнюю систему координат. ПМ завершен.

Очевидно, что выступать источником ПМ способны лишь достаточно массивные небесные тела, в противном случае корабль спокойно проследует мимо. Немаловажна и скорость - если даже очень массивное тело движется медленно или покоится, то ПМ приведет просто к смене курса.

пм в фантастике и проектах

Первый в истории ПМ совершили герои Жюля Верна, хотя и не по своей воле. Результаты, однако, он дал отменные: спас от гибели при ударе о поверхность Луны, позволил ее облететь и благополучно вернуться на Землю. Началось со следующего эпизода:

"Барбикен уже двинулся было к противоположному ставню, как вдруг его внимание было привлечено каким-то приближающимся блестящим предметом. Это был сверкающий шар, колоссальные размеры которого трудно было определить. Поверхность его, обращенная к Земле, была ярко освещена. Его можно было принять за какую-то маленькую Луну, отражавшую свет большой Луны. Шар двигался с необычайной быстротой и описывал, по-видимому, вокруг Земли кривую, пересекавшую траекторию летящего снаряда. Поступательное движение этого тела дополнялось вращением его вокруг своей оси; таким образом, оно в своем полете ничем не отличалось от других небесных тел, движущихся в пространстве.

- Это еще что такое? - воскликнул Мишель Ар-дан. - Еще один снаряд?

Барбикен не ответил. Появление этого громадного небесного тела удивило и встревожило его. Он понимал, что их ядро вполне могло столкнуться с неизвестным болидом и такая встреча грозила путешественникам самыми плачевными последствиями: снаряд мог отклониться от курса или начать падать на Землю; астероид мог в силу законов притяжения втянуть снаряд в свою орбиту".

Описана встреча с гипотетическим вторым спутником Земли, который своим притяжением чуть отклонил снаряд в сторону, что и привело к изложенным выше результатам. Разумеется, столь малое космическое тело (хоть оно и кажется Барбикену "громадным") никак не могло повлиять на траекторию снаряда. Но весь яд критики в адрес Ж. Верна выпустил в свое время Перельман; воздадим лучше должное писателю как Первопроходцу.

Идея ПМ вновь всплыла в середине XX века. В разгоряченных военной гонкой великих державах, получивших к тому же доступ к немецким ракетным секретам, лихорадочно разрабатывались крупномасштабные проекты покорения Луны и Марса. Оказалось, путь на Марс с пролетом Венеры дает небольшую экономию топлива. Но в современных планах освоения Марса пролет Венеры пока не предусматривается: программа "Земля - Венера -Марс" отложена до лучших времен. Драматичнее сложилась судьба знаменитого проекта "Большой Тур".

Он был разработан в США на базе конкретного расположения внешних планет, сложившегося в конце 70-х - начале 80-х годов XX века и названного "Парад планет". Оно предоставляло уникальную возможность (поскольку повторится лишь в 2155 году) исследовать одним аппаратом большую часть внешних планет, у каждой из которых предполагалось выполнить ПМ для нацеливания на следующую. Самый сложный вариант предусматривал полет по маршруту Земля - Юпитер - Сатурн - Уран - Нептун, еще один включал Плутон, но за счет Урана и Нептуна.

К сожалению, денег в кармане NASA для финансирования проекта не нашлось, и от него отказались, решив ограничиться более простыми вариантами.

В фантастике идею "Большого Тура" в укороченном варианте использовал А. Кларк в романе "2001: Космическая одиссея". Корабль "Дискавери", совершив ПМ в окрестностях Юпитера, уходит к Сатурну:

"Словно шар на некоем космическом бильярде, "Дискавери" отразился от движущегося гравитационного поля Юпитера и приобрел от этого столкновения новую энергию. Не израсходовав ни одного грамма топлива, он увеличил скорость почти на десять тысяч километров в час.

Но в этом не было никакого нарушения законов механики. Природа всегда точна в своей бухгалтерии, и Юпитер потерял ровно такое же количество движения, какое приобрел "Дискавери". Планета затормозилась, но ее масса в секстильон раз превышала массу корабля, и поэтому изменение ее скорости было настолько ничтожно, что никакие

приборы уловить его не могли".

Впрочем, в киноверсии романа полет завершается среди лун Юпитера - как и в "Одиссее-2". Ко времени ее написания поступили великолепные снимки планеты и галилеевых спутников, грех было не воспользоваться.

танцы с меркурием Однако первой планетой, в поле тяготения которой был совершен ПМ для перелета к другому небесному телу, стала все-таки Венера. Хотя перелет на Марс вроде пока отпал, оставалась другая цель -Меркурий (добраться напрямую с Земли до него, кстати, почти так же трудно, как до Юпитера). Программа полета "Маринера-10" была разработана и утверждена.

"Первый блин" в данном случае вылился не в ком, а в лавину. Человек, не принимавший участия в программе, проигрывая на персональном компьютере различные варианты, вдруг обнаружил, что если слегка подправить параметры пролета Венеры, то можно обеспечить многократные встречи с Меркурием. И обнародовал свои соображения.

В NASA возликовали. Ведь это - полное картографирование одним-единственным аппаратом! Программу тут же подкорректировали.

"Маринер-10" стартовал 3.11.73, прошел на намеченном расстоянии от Венеры 5.02.74, передал на Землю тысячи превосходных снимков ее облачного покрова и вышел на проходящую мимо Меркурия гелиоцентрическую орбиту, период обращения по которой ровно вдвое превышает "год" самого "стража Солнца". Поскольку Меркурий в силу малой массы неспособен быть источником маломальского ПМ, "Маринер" будет встречаться с ним на каждом своем витке.

Для исследования использовались три первых прохода: 29.03.74, 21.09.74 и 16.03.75, причем в последнем случае "Маринер" прошел над планетой на высоте чуть больше 300 км. На Землю переданы около 3000 снимков с разрешением до 50 м. Потом работу прекратили в связи с исчерпанием бортовых ресурсов.

... Но они все еще вальсируют там, купаясь в сиянии солнечной короны - маленький Меркурий и совсем крошечный "Маринер".

"большой тур" по произвольной программе

Хотя с приоритетом на первый прицельный ПМ все, казалось бы, определилось, специалисты по навигации у внешних планет не без успеха вбили на спорной территории и свой заявочный столб. Их "Пионер-10", посланный на разведку 3.03.72, уже 4.12.73, за считанные недели до сближения "Мари-нера" с Венерой, прошел на расстоянии 131 тыс.км от облаков Юпитера, передал 80 снимков и, совершив мощный разгонный ПМ, в 1983 году миновал орбиту Нептуна и покинул пределы Солнечной системы. (В том же году Плутон "нырнул" внутрь орбиты Нептуна, передав ему титул "высочайшей планеты".)

Первоначально "Пионер-11 "следовал по тому же графику, только годом позже: запущенный

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4 ⁵ 9 5

19