§ 2. Активное движение в космическом пространстве
Вне земной атмосферы на активном движении космического аппарата, помимо силы тяги, сказываются лишь силы тяготения. Их роль, однако, совершенно ничтожна, если бортовой двигатель космического аппарата является химическим двигателем большой
тяги, включающимся на короткое время достаточно далеко от крупных небесных тел для совершения того или иного маневра (выход на орбиту спутника, коррекция траектории и т. п.). Приобретенное аппаратом приращение скорости векторно складывается с уже имеющейся скоростью. Оно чаще всего почти не будет отличаться от характеристической скорости, хотя в сильных полях тяготения (например, вблизи Юпитера) и понадобится учитывать гравитационные поправки, если приращение будет сообщаться не в трансверсальном направлении.
В случае сложной космической операции после начального участка разгона космического аппарата его бортовой двигатель может неоднократно включаться. Арифметическая сумма начальной характеристической скорости и всех последующих характеристических скоростей на активных участках называется суммарной характеристической скоростью. Эта величина определяет необходимые для всей операции энергетические ресурсы ракеты-носителя и бортовых двигателей выводимого в космос аппарата.
Чем меньше суммарная характеристическая скорость, тем большую (при заданной начальной массе ракетного комплекса) полезную нагрузку можно довести до цели. Следовательно, суммарная характеристическая скорость может служить критерием оптимальности в случае импульсных полетов, т. е. критерием того, насколько энергетически выгодна избранная программа космической операции.
Совершенно иначе обстоит дело, если в космическом пространстве действует двигатель малой тяги. В этом случае силы тяготения сравнимы по величине с тягой, гравитационными потерями скорости пренебрегать нельзя и конечная скорость, достигаемая космическим аппаратом, не имеет ничего общего с характеристической. Расчет необходимых энергетических ресурсов теперь уже не может быть произведен по формуле Циолковского даже приближенно и требует совершенно иных математических методов.
Критерием оптимальности для тех двигательных систем малой тяги, которые можно отнести к системам ограниченной мощности (см. § 10 гл. 1), является величина, которую получают следующим образом. Допустим, что реактивное ускорение, будучи переменным, сохраняет на небольшом интервале времени (например, в течение секунды) постоянное по величине значение. Умножив квадрат реактивного ускорения на этот интервал времени и взяв сумму всех этих произведений за время полета, мы и получим величину, которая будет характеризовать затраты рабочего тела на весь космический полет. Измеряется эта величина в единицах 
и представляет собой критерий оптимальности для двигательных систем ограниченной мощности. Чем она меньше, тем большая полезная нагрузка будет доставлена по назначению при заданной начальной массе космического аппарата.
