§ 7. Лунные грузовые корабли с малой тягой

Скорее всего, лунные космические корабли с малой тягой будут использоваться для крупных грузовых перевозок с орбиты спутника Земли на орбиту спутника Луны.

Для достижения Луны подходят траектории, подобные описанным в § 8 гл. 5. При этом нет нужды, разумеется, достигать параболической скорости. Достаточно на последнем витке спиралеобразной траектории развить скорость, обеспечивающую достижение сферы действия Луны по эллиптической орбите.

Орбита пассивного полета будет начинаться довольно далеко от Земли. Расчеты показывают, что при этом скорость входа в сферу действия Луны будет меньше, чем в том случае, когда эллипти-: ческая скорость достижения Луны приобретается вблизи Земли, как это бывает при старте химических ракет. Но все равно скорость

корабля относительно Луны внутри ее сферы действия будет слишком велика, чтобы притяжение Луны могло самостоятельно захватить корабль. Понадобится дополнительное торможение с помощью двигателя малой тяги. Оно должно начаться в сфере действия Луны или даже до входа в нее, еще на полпути к Луне. Торможение внутри сферы действия должно вывести корабль на низкую орбиту спутника Луны. Лунный транспортный корабль после этого, имея достаточный запас рабочего тела, может вернуться на околоземную орбиту.

Рис. 111. Конечный участок захвата ионного корабля Луной

В одной из американских работ [3.43] предлагается выводить грузовой корабль, снабженный ядерной энергетической установкой и ионным двигателем, на околоземную орбиту высотой 480 км с помощью ракет типа «Сатурн-5» или «Нова» (в последнем случае масса корабля на орбите может составлять величину порядка Вот как происходит перелет ионного корабля в одном из рассчитанных вариантов. Сначала корабль в течение 1191 ч (50 сут!) движется по околоземной спирали (скорость истечения 50 км/с), затем в течение 76 ч (еще 3 сут!) движется пассивно и, наконец, в течение (еще 10 сут!) совершает около 490 оборотов вокруг Луны, проводя сложную операцию по выходу на окололунную орбиту. Во время этой операции скорость истечения составляет а начальное реактивное ускорение равно Ближайшая к Луне точка первого окололунного витка находится на высоте а окончательная высота орбиты равна На рис. 111 показан конечный окололунный активный участок полета (на части траектории, обозначенной пунктиром, совершаются 483 оборота). Цифры указывают время в часах, истекшее после старта с околоземной орбиты. Выход на орбиту спутника Луны сопровождается сложным управлением тягой двигателя, которая некоторое время направлена против скорости, затем прикладывается только в ближайшей к Луне точке, потом направлена трансверсально относительно Луны (против скорости) и, наконец, обретает неизменное направление в пространстве. Весь перелет продолжается около 63 сут, причем суммарная характеристическая скорость достигает Если бы та же операция совершалась с помощью двух импульсов большой тяги, то суммарная характеристическая скорость составила бы Полезная нагрузка, доставляемая на окололунную орбиту, при описанном перелете должна составить 20—30% от общей массы корабля в момент старта с орбиты спутника Земли (сюда входит и двигательная система для мягкой посадки на Луну, на которую приходится 56% нагрузки).

Можно себе представить в будущем регулярные рейсы больших многократно используемых грузовых электрических межорбитальных аппаратов, управляемых автоматически и снабжающих через посредство окололунного космопорта постоянные базы на Луне всем необходимым. Эти рейсы будут происходить наряду со «скорыми» импульсными полетами пассажирских космических кораблей [3.41].