§ 5. Переход через бесконечность

Аналогично тому, что говорилось в § 2 гл. 5, трехимпульсный маневр (см. рис. 36) в поле притяжения Солнца дает энергетический выигрыш, если радиус орбиты, на которую выводится искусственная планета, превышает 11,9 а. е. Пользоваться этим маневром на практике, однако, нецелесообразно, так как для того, чтобы получить ощутимый выигрыш, следовало бы относить афелий первой полуэллиптической траектории удаления от Солнца (и второй траектории приближения) так далеко, что вся операция продолжалась бы десятки лет. (Максимальный выигрыш, разумеется, достигается «переходом через бесконечность»).

По-видимому, может быть целесообразен двухимпульсный маневр выхода из плоскости эклиптики: космический аппарат удаляется по гомановской траектории так далеко, что слабый импульс в афелии может вывести его на новую эллиптическую орбиту в новой плоскости. Например, при удалении афелия на 40 а. е. от Солнца (среднее расстояние Плутона) достаточно сообщить аппарату скорость чтобы его гомановская орбита повернулась, не изменяясь, на 90° вокруг линии Солнце — афелий. При этом максимальное удаление от плоскости эклиптики составит 6,32 а. е. км и будет находиться примерно над орбитой Урана. Суммарная характеристическая скорость равна 17,7 км/с (приведена к поверхности Земли, потери не учитываются). Минимальное значение суммарной характеристической скорости равно третьей космической скорости 16,65 км/с и достигается «переходом через бесконечность».

Рассмотрим, наконец, двухимпульсный маневр полета к Солнцу: удаление по гомановской траектории с полным погашением скорости в афелии и последующее прямолинейное падение на Солнце (или почти полное погашение с падением по огромной полуэллиптической траектории). Суммарная характеристическая скорость маневра находится сложением столбцов 2 (или 3) и 7 табл. 6 в § 4 гл. 13. Ее зависимость от расстояния от Солнца, на котором сообщается тормозной импульс, показана на графике в рис. 136. Как видим, суммарная характеристическая скорость по мере удаления от Солнца дадает, стремясь к величине в пределе, при третьей космической скорости, на бесконечности нужно сообщить импульс, равный Сравнение графиков а показывает, что для околосолнечной области радиуса примерно 0,2 а. всегда можно подобрать двухимпульсный маневр, при котором

можно получить выигрыш в скорости. Наилучший выигрыш дает переход через бесконечность. Достижение Солнца при тормозном импульсе, сообщаемом на расстоянии 20 а. е. (за орбитой Урана), приводит к падению на Солнце через 33 года после старта (в том числе 16 лет прямолинейного падения) [4.6]. Очень долго! Практически поэтому область вокруг Солнца, для достижения которой целесообразно применять двухимпульсный маневр, еще более сужается. Реально, по-видимому, прямые полеты к Солнцу (без использования межпланетного пертурбационного маневра) удастся осуществлять лишь с помощью ядерных ракет.