ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория годографов в ньютоновой механике (Сэмюэл П. Альтман) из "Современное состояние механики космического полета " Настоящий том научно-технической серии AAS содержит материалы специального симпозиума по современному состоянию механики космического полета, который состоялся 29 декабря 1965 г. в г. Беркли (штат Калифорния, США) и представлял собой 132-й симпозиум по программе Американской ассоциации содействия прогрессу науки. [c.10] Симпозиум был организован Американским астронав-тическим обществом с целью обобщения современной проблематики и достигнутых результатов в различных областях механики космического полета. Докладчики, представляющие правительственные организации, университеты и промышленные исследовательские лаборатории, приглашались к участию в симпозиуме в соответствии с их вкладом (в настоящее время или в прошлом) в механику космического полета. Аудитория участвовала в оживленном обсуждении новейших проблем механики космического полета и методов изучения и разрешения этих проблем. На симпозиуме обсуждались важные разнообразные вопросы от многократного облета планет космическими аппаратами до рикошетирования от планетных атмосфер и. существования периодических орбит в системе Земля — Луна . [c.10] Дается краткий обзор текущих и недавно опубликованных работ, посвященных методам синтеза траекторий для исследования межпланетных операций, связанных с полетами к планетам. Круг рассматриваемых вопросов включает в себя попутный облет Венеры, полеты к планетам за Юпитером, полеты зондов для изучения Солнца с использованием гравитационных полей Юпитера и Венеры, применение импульсных маневров при облете планеты или на гелиоцентрических этапах полета, недавно предложенный комбинированный режим исследования Марса с облетом и посадкой. Кроме того, обсуждаются некоторые специализированные программы для ЭВМ, обеспечивающие расчет характеристик траекторий облета планеты, автоматическое построение контуров тра-екторных параметров и полный анализ траекторий с учетом задач по лета и параметров различных систем. [c.11] Работы автора и нескольких его коллег в 1962—1963 гг., а также группы под руководством Кларка ( larke) в Лаборатории реактивного движения за тот же период привели к созданию серии трудов, в том числе двух справочников по межпланетным полетам [1,2]. Один из них посвящен проектированию траекторий пилотируемых кораблей для облета и посадки на Марс и Венеру, а другой — траекториям полета беспилотных зондов к тем же планетам. Оба эти справочника позволили рассмотреть всю совокупность траекторий полета к двум ближайшим планетам вплоть до конца нашего века. [c.12] Однако в связи с почти одновременным и независимым появлением работ Холлистера [3] и Сона [4] картина внезапно изменилась. Оказалось, что сильные синодические флуктуации требуемой энергетики траекторий для быстрого полета к Марсу с возвращением могут быть заметно ослаблены, если по пути к Марсу использовать гравитационное поле Венеры (рис. 1). Тем самым номинально неприемлемые траектории переводятся в разряд реализуемых. [c.12] Исходя из этих соображений, Джиллеспи и автор настоящего доклада попытались изучить и классифицировать все целесообразные траектории с попутным облетом (как траектории отправления, так и возвращения) для интервала времени вплоть до конца текущего столетия. К настоящему моменту имеются результаты примерно для двухсот тысяч таких траекторий окончательные результаты должны быть получены к январю 1966 г. [7]. [c.15] В этой связи уместно привести некоторые выводы из проводящегося исследования. Как известно, повторяе-M XSTb геометрического расположения планет Земля — Марс — Венера имеет период около 6,4 года. Поэтому характеристики траекторий, связанных с перелетами между этими планетами, будут также (по крайней мере качественно) меняться с тем же периодом. Оказалось, что в пределах каждого 6,4-летнего периода только три из семи возможных групп траекторий отправления и возвращения с попутным облетом заслуживают серьезного исследования (см таблицу 1). [c.15] Для траекторий отправления надо поменять местами эти два столбца. [c.16] Вторая группа траекторий (тип III) обладает благоприятными характеристиками для всех возможных в этом случае интервалов запуска. Продолжительность полета по таким траекториям составляет 500- 550 суток, а скорости отправления и прибытия почти всегда находятся в допустимых пределах. [c.17] Третья (и последняя) группа целесообразных траекторий (тип V) предъявляет довольно высокие требования к реализации, а реализуемые траектории такого рода удается подобрать лишь для отдельных дат запуска. В обш ем продолжительность полета по траекториям типа V составляет около 450 суток или более, хотя требуемые для них скорости почти так же малы, как и для гомановых перелетов между орбитами Земли и Марса. В работе [7] представлено большое число подробных графиков изолиний для траекторий такого типа. Кроме того, полная совокупность сеток и соответствуюш их таблиц для всех траекторий с попутным облетом на интервале времени до конца текуш его столетия составит, по-видимому, очередной том серии справочников по межпланетным полетам [8]. [c.17] Траектории с попутным облетом Венеры — не единственная задача, которую решают специалисты по межпланетным полетам в настояш,ее время. Окончательно убедившись в возможностях современных и перспективных систем, они переключили свое внимание на исследование полетов к внешним планетам. В ходе подробного изучения характеристик систем для полетов к Юпитеру и отдельным астероидам [9] Дируэстер составил таблицы траекторий полета к Юпитеру и астероидам Церера и Веста, справедливые для интервала времени 1970—1980 гг. Графики изолиний для этих траекторий и соответствуюп ие численные данные войдут в следующий справочник по межпланетным полетам [10]. [c.17] Эта траектория показана на рис. 3. [c.19] ПЛОСКОСТИ орбиты космического зонда соответственно на 10° и 15° по отношению к плоскости эклиптики. [c.22] от Солнца. Комбинация Сатурн 1В — Кентавр позволит доставить на это расстояние полезную нагрузку весом 2720 /сГ, а если к этой комбинации добавить в качестве последней ступени ракету Першинг , то груз весом 272 кГ можно будет доставить на расстояние 0,1 а.е, от Солнца. [c.25] Попутный облет какой бы ни было планеты, по-видимому, имеет еще то преимущество, что во время облета можно получить много полезной информации относительно облетаемой планеты, хотя это и усложняет задачу конструкторов космического аппарата и специалистов по подготовке космических экспериментов, так как от них потребуется так спроектировать аппаратуру, чтобы она могла работать в условиях двух различных планет [17]. [c.25] В последние годы ряд специалистов проявлял определенный интерес к задаче использования импульсов тяги во время облета планеты. Многим, по-видимому, интуитивно кажется, как это раньше казалось автору, что приложение импульса тяги в некоторой оптимальной точке во время облета планеты может в определенном смысле суш,ествен-но улучшить энергетическое качество перелета. Однако некоторый опыт, накопленный автором за последние два года во время одного большого исследования, позволяет сделать вывод о том, что приложение импульсов при отправлении от планеты и при прибытии к планете, когда речь идет о полетах с облетом Марса или Венеры с возвраш,ением на Землю, не дает ош,утимого выигрыша. Следует, правда, отметить, что в большинстве случаев автор имел дело с конечными скоростями, близкими к минимальным. Единственное достоинство такого метода может заключаться скорее всего в расширении интервалов запуска. [c.27] Приложения импульсов после старта для каждого аппарата, посылаемого к Марсу. [c.29] Вернуться к основной статье