§ 2. Полеты с большой тягой

При старте с третьей космической скоростью полет до границы сферы действия Солнца будет продолжаться 1,1 млн. лет (расчет по формуле (12) в § 4 гл. 13). Разумеется, траектории полетов в заплутонную область должны быть резко гиперболическими. Рассмотрим возможности сокращения длительности полетов в заплутонную область.

1. Попутный пролет Юпитера. Максимальным эффект пролета будет при сходе с низкой околоземной орбиты со скоростью Тогда и за 50 лет преодолевается 600 а. причем Плутон будет пройден через 3 года [5.2].

2. Активный маневр вблизи Солнца. Рассмотрим рис. 123 в § 7 гл. 13. Если на нем поменять направления всех стрелок на обратные («обратить движение»), то, считая в случае 1 центр притяжения Солнцем (а не планетой), а круговую орбиту — орбитой Земли, придем к следующему выводу: при уходе из сферы действия Солнца в тех случаях, когда т. е. когда заданная скорость на бесконечности больше скорости освобождения на расстоянии 1 а. от Солнца ( выгоднее совершить двухимпульсный маневр. Этот маневр заключается в том, что сначала космический аппарат посылается внутрь Солнечной системы (как, скажем, «Гелиос») и затем в перигелии его орбиты сообщается второй, разгонный импульс. Желательно, чтобы перигелий был расположен как можно ближе к Солнцу. Чем ближе — тем меньше сумма двух импульсов и тем больше выигрыш по сравнению с прямым уходом с орбиты Земли.

Пусть наша цель — удалиться по гиперболе, для которой При этом за 50 лет можно было бы достичь расстояния от Солнца При перигелии 0,01 а. е. сумма импульсов составила бы около в том числе при сходе с низкой околоземной орбиты и импульс в перигелии. Но при желании выйти на траекторию (чтобы за 50 лет достичь расстояния 6320 а. придется затратить суммарную характеристическую скорость (импульс в перигелии [5.2]. Тяжелейшая задача даже для газофазных ЯРД!

3. Активный маневр вблизи Солнца при полете к Солнцу через Юпитер. Этот вариант никаких особых выгод не дает, так как космический аппарат приходит в окрестность Солнца почти с той же скоростью, что и при сходе с орбиты Земли.

4. Маневр вблизи Солнца после облета Сатурна и Юпитера [5.2]. Имеется в виду активный облет Сатурна, после которого космический аппарат, начав совершать обратное обращение, направляется навстречу Юпитеру. В результате планетоцентрическая скорость увеличивается настолько, что из пертурбационного

маневра в поле Юпитера достигается чуть ли не максимум возможного. К сожалению, оптимистические выводы автора работы [5.2], предложившего описанный маневр, оказались ошибочными. В работе утверждалось, что этот маневр позволяет выйти на гиперболу даже без импульса вблизи Солнца; достаточно, если сумма импульсов при сходе с околоземной орбиты и у Сатурна достигает Ошибочность этого вывода делается ясной из рассмотрения порядков скоростей Сатурна, Юпитера и максимальных возможностей, предоставляемых их полями тяготения.

Заметим, что уход от Солнца по гиперболе с достаточно большой скоростью на бесконечности (скажем, и более), уже начиная с расстояния 1 а. е. от Солнца, происходит с почти постоянной скоростью, близкой Это позволяет легко оценить время импульсного полета на большие расстояния. При (доступная величина при активном маневре вблизи Солнца) граница сферы действия Солнца достигается примерно за 2800 лет (

Нужны другие средства.