Юный техник 1971-11, страница 38

Письма

Известно, что для полета к Луне космический аппарат необходимо разогнать до скорости, близкой к 11 км\сек. Космическая среда сильно разрежена и практически не влияет на изменение скорости лунного аппарата. Учитывая это, нетрудно определить время, необходимое для полета к Луне, поделив расстояние от Земли до Луны (384400 км) на скорость полета (11 км/сек). Получится около 10 часов. Я читал, что полет станции «Луна-16» к Луне продолжался гораздо

дольше — 4,5 суток. В чем здесь дело?

Александр Долгий, г. Усть-Каменогорск

Скорость около 11 км/сек нельзя считать средней скоростью полета. Она будет значительно меньше, несмотря на то, что на космический аппарат окружающая среда не оказывает тормозящего действия, подобно тому как набегающий воздушный поток препятствует продвижению самолета. Космический аппарат летит в поле тяготения нескольких небесных тел. На начальном участке траектории преобладающее влияние на него оказывает земное притяжение, которое постепенно уменьшает

скорость его полета. На некотором расстоянии от Земли основную роль начинают играть силы притяжения Земли и Солнца, позже — только Солнца. На расстоянии 260 тыс. км от Земли притяжение Солнца становится равным по величине притяжению нашей планеты (Луна здесь влияет на аппарат незначительно). На расстоянии 38 тыс. км от Луны уравновешиваются силы лунного и земного притяжений, хотя здесь гравитационное влияние Солнца гораздо больше земного. По мере приближения к цели полета воздействие лунного тяготения возрастает и вскоре становится преобладающим. На скорость полета в какой-то мере влияют и другие планеты солнечной системы. Однако их влияние очень мало, и учитывать его имеет смысл лишь при особо точных расчетах.

Понятно, что, совершая полет по инерции в условиях изменяющегося гравитационного поля, космический аппарат движется с переменной скоростью. Если сразу после отделения последней ступени ракеты-носителя скорость полета составляет около 11 км/сек, то приблизительно через час она уменьшается вдвое. После прохождения четверти расстояния, отделяющего Луну от Земли, скорость снизится примерно до 3 км/сек. В определенный момент аппарат будет лететь не быстрее сверхзвукового реактивного самолета. Такое замедление продолжается до границы сферы действия Луны (с радиусом 66 тыс. км), после чего начнется участок ускорения и на расстоянии 100—200 км от цели скорость сближения с Луной достигнет примерно 2,5 км/сек.

\

Представление о величине средней скорости лунного аппарата дает такой пример. Советская автоматическая станция «Луна-2» прошла до встречи с поверхностью Селены 410 тыс. км за 38,5 часа, то есть средняя скорость полета составила 3 км/сек.

Вернемся к полету «Луны-16». Он продолжался 4,5 суток. Чем был вызван такой срок? Из чего вообще исходят при выборе времени перелетов по трассе Земля — Луна?

Время перелета зависит от скорости, сообщенной космическому аппарату последней ступенью ракеты-носителя. Например, при скорости старта с околоземной орбиты 10,9 км/сек полет к Луне продлится 5 суток. В принципе можно лететь и быстрее. Однако для каждого конкретного случая определяется оптимальная скорость разгона. Она зависит от мощности ракеты-носителя, цели полета, веса аппаратуры и приборов, необходимых для намечаемых исследований на Луне и в окололунном пространстве. Увеличивать разгонный импульс не всегда выгодно с точки зрения затрат энергии, которые растут пропорционально квадрату увеличения стартовой скорости.

Надо иметь в виду и то, что, как ни велики энергетические возможности современных ракет-носителей, они все же ограничены. Поэтому некоторое уменьшение скорости разгона космического аппарата позволяет увеличить на его борту вес полезной нагрузки.

Время, затраченное «Лу-ной-16» для достижения поверхности нашего естественного спутника, для этого полета было оптимальным.

36