Извечные тайны неба

В большинстве подлинно научных задач главную трудность составляет именно их постановка. Недаром говорят, что если задачу удается, наконец, поставить правильно, то это уже больше половины ее решения.

Из всего сказанного мы делаем вывод, что роль человека в научных исследованиях – и в частности, непосредственное участие его в освоении космоса – всегда остается очень большой. Но в начальный период развития космонавтики, когда ей предстоит еще накопление необходимого фактического материала, ведущая роль в космических исследованиях, особенно же в исследовании дальнего космоса, должна принадлежать автоматам.

Автоматические космические станции и устремились в сторону планет – соседей Земли.

Методы небесной механики, поставившей себе на службу быстродействующие электронные машины, позволяют теоретически рассчитать траекторию полета к любой планете Солнечной системы едва ли не на любой момент времени. Однако далеко не в любой момент времени полеты осуществимы по инженерным соображениям. Планируя космические полеты, приходится то и дело примирять зачастую в высшей степени противоречивые требования. Во главе угла при планировании полетов стоят энергетические возможности вывода космического аппарата на траекторию.

Энергетически выгодно, чтобы от аппарата в конце разгона требовалась по возможности меньшая скорость, – тогда с помощью той же ракеты-носителя удалось бы вывести на траекторию больший полезный груз. Однако, с другой стороны, очевидно, что полет не должен быть чересчур затяжным. Чем скорее космический аппарат достигнет цели, тем больше вероятность успеха его миссии. Но с этой точки зрения скорость аппарата в конце разгона должна быть побольше.

Желательно, чтобы удаление аппарата от Земли к моменту встречи с планетой было минимальным, – это может значительно упростить выдачу на борт радиокоманд и прием на Земле передаваемых аппаратом сообщений. Однако вовсе нежелательно, чтобы в тот же период времени аппарат наблюдался с Земли возле Солнца, – это привело бы к большим дополнительным радиопомехам. И уж совсем недопустимо, чтобы аппарат во время сеанса связи оказался заслоненным от Земли диском планеты.

Никакой запуск космического аппарата не может быть абсолютно точным. Он сопряжен с неизбежными случайными ошибками в наборе скорости и в задании направления движения. Хотелось бы в связи с этим, чтобы траектория была по возможности менее «капризна», менее чувствительна к погрешностям во время разгона.

На все указанные ограничения накладываются еще очень жесткие требования, связанные с астрономической навигацией в ходе полета.

В свете всех этих противоречивых требований поневоле встает вопрос о «золотой середине», или, как говорят конструкторы, об «оптимальном решении».

Планета Венера совершает один оборот вокруг Солнца за 224,70 земных суток. Для наблюдателя на Земле, вместе с которой он также непрерывно кружится вокруг Солнца, цикл смены видимого на небе положения Венеры относительно Солнца занимает 583,92 суток или, грубо говоря, 20 месяцев. С тем же периодом – астрономы называют его синодическим – повторяются и «окна», когда целесообразно осуществлять старт к Венере. Моменты времени, удобные для стартов к другим планетам, также повторяются в соответствии с их синодическими периодами. Синодический период Марса составляет около 26 месяцев (2 года 1 месяц 20 дней).

Разумеется, «окна» имеют известную «ширину», так что реальный полет может быть осуществлен несколько раньше или позже теоретически предвычисленного срока.

Время, необходимое для полетов к Венере и Марсу, тоже можно оценить заранее. Полет до Венеры занимает около 120-150 суток, время полета к Марсу может колебаться от 237 до 281 суток.

Вот перечень «окон», во время которых возможны старты космических аппаратов в оптимальных условиях.