Главная > Механика космического полета в элементарном изложении
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

Глава 12. ЭКСПЕДИЦИЯ НА ЛУНУ

§ 1. Особенности траекторий полета человека

Полет человека на Луну выдвигает ряд специфических требований к организации экспедиции, благодаря чему она имеет особенности, резко отличающие ее от операций, осуществляемых при запусках автоматических лунных станций (АЛС). Эти особенности связаны с требованиями безопасности полета и резким возрастанием полезной нагрузки по сравнению с запусками АЛС.

Полеты человека на Луну могут в принципе происходить по тем же траекториям, что и полеты АЛС. Пересечение космическим кораблем окружающего Землю пояса радиации не представляет серьезной опасности для экипажа, так как продолжается лишь несколько часов.

Траектории полета человека должны быть пролетными, а не траекториями попадания. Это вытекает из требования максимальной безопасности перелета. Траектория должна проходить на расстоянии нескольких десятков километров от Луны. Вблизи Луны тормозной импульс должен перевести корабль на окололунную орбиту ожидания. Этот маневр дает свободу в выборе места посадки, позволяет еще раз проверить надежность систем перед тем, как начнется спуск на Луну.

Если возникает аварийная ситуация, корабль может вернуться с окололунной орбиты на Землю. Для этого нужно будет дополнить уже имеющуюся скорость спутника Луны в нужный момент до скорости, достаточной для полета на Землю, т. е. примерно до 2,5 км/с.

Если бы полет к Луне происходил по траектории попадания, то в случае обнаружения неисправностей следовало бы перевести корабль с помощью импульса бортового двигателя на пролетную траекторию с тем, чтобы попытаться, обогнув Луну, вернуться на Землю. Но если неисправность обнаружена непосредственно вблизи Луны перед самой посадкой, то такой маневр провести невозможно. Пришлось бы срочно, погасив скорость падения, сообщить кораблю затем скорость для возвращения на Землю. Практически это трудно сделать.

Однако и не всякая пролетная траектория, позволяющая вблизи Луны выйти на орбиту спутника Луны, может оказаться подходящей для экспедиции на Луну. Если существует неуверенность в том, что двигатель космического корабля включится при попытке перехода на окололунную орбиту, то пролетная траектория должна быть траекторией возвращения. Тогда при такой аварийной ситуации будет гарантирован «автоматический» возврат космонавтов на Землю (хотя бы при условии последующей успешной коррекции траектории). Траектории же полета к Луне, приводящие к разгону корабля и выбросу его из сферы действия Земли, несут элемент риска.

Но вернемся к орбитальному движению корабля вокруг Луны.

После окончательного выбора места посадки слабый тормозной импульс переводит корабль с орбиты ожидания на эллиптическую траекторию спуска. Траектория эта может быть настолько пологой, что при необходимости корабль посредством слабого дополнительного импульса может выйти на новую орбиту ожидания. Вблизи выбранного места посадки начинается окончательное ракетное торможение, причем на последнем этапе медленного равномерного спуска с помощью верньерных двигателей управление кораблем должно находиться в руках космонавта.

Такова принципиальная концепция проблемы полета человека на Луну, как она трактовалась в американской научно-технической литературе в начале 60-х годов [3.33]. Возможны, однако, различные варианты ее решения. В настоящей главе мы рассмотрим сравнительные достоинства и недостатки тех из них, которые не предусматривают спасения и вторичного использования отработавших ступеней ракет-носителей.

Заметим, что помимо экспедиции на поверхность Луны могут совершаться также беспосадочные полеты людей, сопровождающиеся превращением космического корабля в искусственный спутник Луны или простым облетом Луны.

Первая, более сложная, операция требует суммарной характеристической скорости, равной примерно 14,5 км/с. Она складывается из второй космической скорости выхода на траекторию полета к Луне (11 км/с), аэродинамических и гравитационных потерь при запуске (оцениваемых, по разным источникам, в импульсов выхода на орбиту спутника Луны и схода с нее (каждый не менее в случае низкой круговой орбиты) и резерва скорости на коррекции. Разница по сравнению с запуском автоматического спутника Луны заключается в затратах на возвращение на Землю.

Характеристическая скорость простого облета Луны не отличается от таковой для непилотируемого облета и несколько превышает 12 км/с. Экспедиция с временным выходом на орбиту искусственного спутника Луны требует больших энергетических затрат,

чем простой «безостановочный» пилотируемый облет Луны, однако она более проста с точки зрения управления. Безостановочный облет, подобный полетам аппаратов «Зонд-5-8», происходившим в 1968-1970 гг., требует высокой оперативности управления и большой точности выведения на траекторию полета. Невозможно изменить существенно план уже начавшейся операции, например задержать возвращение на Землю.

Летно-конструкторская отработка космического аппарата для полетов к Луне проводилась в автоматическом варианте при экспериментах с советскими станциями «Зонд-4-8». При этом станции «Зонд-5-8» совершили облет Луны со спуском в земной атмосфере (см. § 3 гл. 11).

В конце декабря 1968 г. и во второй половине мая 1969 г. в США были, в порядке подготовки высадки на Луне, осуществлены запуски на окололунные орбиты кораблей «Аполлон-8» и «Аполлон-10» с экипажами по три человека. Корабли совершали переход с первоначальной эллиптической орбиты высотой примерно 112-312 км на круговую орбиту высотой 112 км. От корабля «Аполлон-10» отделялся, кроме того, лунный отсек («Аполлон-8» его не содержал), также совершавший маневры (переход на эллиптическую орбиту с периселением на высоте 15,2 км, разделение ступеней отсека, стыковка с основным блоком).

Интересно отметить некоторые особенности, присущие операции запуска пилотируемого спутника Луны, а следовательно, и экспедиции на лунную поверхность.

Если траектория полета к Луне является облетной, то ближайшая к Луне ее точка располагается над обратной стороной Луны. Но именно в этой точке выгоднее всего сообщить тормозной импульс (см. § 2 гл. 10). Значит, маневр перехода на окололунную орбиту должен совершаться в условиях отсутствия радиосвязи с Землей.

В случае, если облет Луйы близок к плоскому, движение по окололунной орбите должно быть обратным по отношению к обращению Луны вокруг Земли, так как сам облет совершается в обратном направлении (см., например, траектории во вращающейся системе отсчета на рис. 84).

Если первоначальная окололунная орбита была эллиптической с периселением над обратной стороной (в точке торможения), то переход на круговую или эллиптическую орбиту выгоднее всего совершать в этой же точке, т. е. опять-таки в условиях отсутствия радиосвязи с Землей.

Наконец, сход с окололунной орбиты для возвращения на Землю также должен совершаться над обратной стороной Луны (см., например, рис. 99, б), если движение вокруг Луны — обратное.

Перечисленные особенности были присущи окололунным орбитам всех кораблей серии «Аполлон».

1
Оглавление
email@scask.ru