§ 4.12. Начальный этап (запуск и уход) межпланетной траектории
В §§ 4.08 — 4.11 рассматривался гелиоцентрический участок перелетной орбиты. Назовем начальным этапом траектории перелета ее участок, начинающийся в момент старта на Земле и кончающийся точкой, являющейся началом гелиоцентрического участка. Начальный этап принято также называть [88] запуском и уходом космического аппарата.
Начальный этап сам в свою очередь состоит из трех этапов [88].
Этап 1. Активный участок траектории, на котором аппарат приобретает первую космическую скорость. В конце этого этапа аппарат становится искусственным спутником планеты, движущимся по круговой орбите, как правило, на высоте 200—500 км.
Этап 2. Активный участок траектории, на котором аппарат приобретает планетоцентрическую гиперболическую скорость, большую (или во всяком случае не меньшую) второй космической скорости.
Этап 3. Планетоцентрический гиперболический участок траектории (как правило, пассивный), начинающийся в точке, где аппарат приобрел гиперболическую скорость, и кончающийся в точке, где начинается гелиоцентрический полет. Этот участок простирается до такого расстояния, на котором притяжением планеты по сравнению с притяжением Солнца можно пренебречь (заметим, что гелиоцентрический участок перелетной траектории не обязательно начинается на границе сферы действия планеты; см. ч. V, § 2.05).
Возможны два типа перехода от этапа 1 к этапу 2:
а) так называемый непрерывный уход, когда скорость аппарата непрерывно увеличивается от нулевой до планетоцентрической гиперболической скорости;
б) наличие пассивного участка траектории, состоящего из одного или нескольких оборотов, на котором аппарат является круговым или почти круговым искусственным спутником (иногда этот участок траектории называется орбитой ожидания).
Для выбора параметров начального этапа необходимо решить уравнения типа (8.3.20) при заданных внешних силовых полях (к которым относятся прежде всего притяжение планеты и сопротивление ее атмосферы). Формулы для приближенного расчета (без оптимизации) параметров начального этапа траектории перелета выведены Эрике [88].
В заключение отметим, что имеется обширная литература, посвященная проблеме входа космического аппарата в атмосферу планеты. Укажем на монографию Г. Е. Кузмака [91], в которой с помощью асимптотических методов типа Крылова — Боголюбова изучается движение (как правило, около центра масс) неуправляемого космического, аппарата при входе в атмосферу. Некоторые вопросы управляемого движения космических аппаратов в земной атмосфере изучаются в статьях [92]-[96].
