Голубая моя планета

В сообщениях ТАСС о запусках спутников и космических кораблей встречаются термины «апогей» и «перигей». Происходят они от греческих слов «апо» - вдали и «пери» - около, а также от греческого слова «ге» - Земля. Терминами «апогей» и «перигей» обозначают две самые характерные точки эллиптической орбиты, которая возникает, когда космическому аппарату сообщается скорость, отличная от круговой. Апогей - это точка орбиты, находящаяся на максимальном расстоянии от центра Земли, а перигей - на минимальном.

При полете по эллиптической орбите скорость аппарата будет непрерывно изменяться. Максимальную скорость он будет иметь в перигее. Здесь на минимальной высоте аппарат имеет наименьший запас потенциальной энергии. Зато величина кинетической энергии, определяемая его скоростью, имеет в этой точке максимум. Пройдя перигей, аппарат, двигаясь по эллиптической орбите, набирает высоту. Потенциальная энергия его возрастает за счет уменьшения энергии кинетической. Поэтому по мере увеличения высоты полета скорость аппарата убывает. Вот, например, какие скорости будут у аппарата, обращающегося на эллиптической орбите с апогеем 10000 километров, а перигеем 200 километров. Они равны в апогее 3,7-3,8 и в перигее 9,306 километра в секунду.

Термины «апогей» и «перигей» применимы только к орбитам искусственных спутников Земли. Противоположные точки эллиптической орбиты спутника Луны называются апоселений и периселений, спутника Солнца - афелий и перигелий.

Поскольку у нас зашла речь об элементах орбиты искусственных спутников, следует сказать и о периоде обращения и наклонения орбиты. Период обращения - это промежуток времени, в течение которого спутник совершает полный оборот вокруг небесного тела - Земли, Луны, Марса, Солнца и т. д. Наклонение орбиты искусственного спутника Земли представляет собой угол между плоскостью, мысленно проведенной через земной экватор, и плоскостью, в которой движется спутник. Это единственный параметр орбиты, обладающий тем замечательным свойством, что его значение остается практически постоянным на протяжении всего существования спутника, в то время как другие параметры могут претерпевать некоторые изменения.

Изменение плоскости орбиты (на несколько градусов и более) в принципе возможно, но для этого необходимо вмешательство в пассивный полет космического аппарата. Например, если включить реактивные двигатели при определенной ориентации аппарата. Однако чтобы изменить плоскости орбиты даже на несколько градусов, нужна большая энергия, сравнимая подчас с той, что была затрачена на выведение аппарата на орбиту. Изменение плоскости орбиты может произойти также, если космический аппарат будет пролетать в зоне протяжения Луны. Тогда под действием возмущающих сил наклонение орбиты может измениться. Однако, приняв новое положение, в дальнейшем она уже существенных изменений не претерпевает.

Есть еще одна космическая скорость, имеющая важнее значение для межпланетных перелетов. Речь идет о скорости, с которой космический аппарат, преодолев силу притяжения планеты, удаляется от нее в бескрайние просторы Вселенной. Ее называют скоростью удаления.

Вторая космическая скорость, как мы уже говорили, равна 11,2 километра в секунду. Если мы сообщим межпланетному аппарату такую скорость, он преодолеет силу земного притяжения и не упадет обратно на поверхность Земли, но и не удалится от ее орбиты. Вместе с Землей он станет двигаться вокруг Солнца по одинаковой или близкой к ней орбите.

Чтобы послать корабль или автоматическую станцию к планетам, надо при старте сообщить им такое количество энергии, чтобы они не только преодолели силу земной тяжести, но и сохранили за пределами сферы земного притяжения необходимую скорость.

Например, чтобы достичь орбиты Венеры, аппаратам нужно удаляться от Земли со скоростью минимум 2,494 километра в секунду. Для этого скорость его отлета с Земли должна составлять 11,462 километра в секунду. Для достижения орбиты Марса требуется скорость удаления 2,943 километра в секунду, а скорость отлета в этом случае должна быть равна 11,570 километра в секунду.

Неизменный интерес у всех аудиторий, в которых мне довелось бывать, вызывает вопрос о том, как управляют космическим кораблем.

Наиболее часто выполняемой в полете операцией является ориентация корабля в пространстве. Большее время полета он медленно вращается вокруг своих осей. Но в таком случае его солнечные батареи будут лишь время от времени освещаться солнцем и не дадут нужной электроэнергии. Тут нужна одноосная ориентация корабля на Солнце. Для связи с Землей при полетах к Луне и другим планетам антенны корабля должны быть ориентированы на Землю. Для коррекции орбиты, стыковки с другими кораблями и орбитальными станциями, для проведения многих научных и технических экспериментов, для спуска с орбиты необходима также пространственная ориентация космического корабля.