Космические хроники, или Почему инопланетяне до сих пор нас не нашли

Но так ли это на самом деле? Современные расчеты показывают, что на масштабах в сотни миллионов лет – гораздо больших, чем рассмотренные Лапласом, – орбиты планет становятся хаотическими. За это время Меркурий может упасть на Солнце, а Плутон – покинуть Солнечную систему. Хуже того, возможно, что в Солнечной системе когда-то был еще десяток планет, которые теперь потеряны где-то в межзвездном пространстве. А все начиналось с простых круговых орбит Коперника.

Космический твит № 16

В двойных звездных системах орбиты неустойчивы. Лучше, чтобы планета вращалась далеко от обеих звезд – тогда она решит, что вращается вокруг одной.

14 июля 2010 года 06:03

Если бы вы могли каким-то образом подняться над плоскостью нашей Галактики, вы бы увидели, что все звезды в окрестностях Солнца двигаются туда-сюда со скоростями от десяти до двадцати километров в секунду. Однако кроме этого мелкого движения, все эти звезды движутся по широким, почти круговым галактическим орбитам со скоростями более двухсот километров в секунду. Большинство из сотен миллиардов звезд Млечного Пути содержатся внутри широкого плоского диска и – подобно тому, как это происходит во всех других спиральных галактиках, – облака, звезды и другие составляющие Млечного Пути проводят свой век на больших круглых орбитах.

Если вы подниметесь над плоскостью Млечного Пути еще выше, то увидите красивую галактику Андромеда, которая находится на расстоянии в два с половиной миллиона световых лет от Земли. Это ближайшая к нам спиральная галактика, и имеющиеся у нас данные говорят о том, что мы движемся к столкновению с ней, все глубже погружаемся в гравитационные объятия друг друга. Когда-нибудь от нас останется водоворот из обломков звезд и столкнувшихся облаков газа. Просто надо подождать шесть или семь миллиардов лет. Может быть, когда астрономы точнее измерят скорость нашего относительного движения, вдобавок к движению навстречу обнаружится и поперечная составляющая, и тогда Млечный Путь и Андромеда вместо столкновения пролетят друг мимо друга в длинном орбитальном танце.

Двигаясь по баллистической траектории, вы всегда находитесь в свободном падении. Каждый из камней, о траектории которых писал Ньютон, находился в состоянии свободного падения на Землю. И тот, который вышел на орбиту, – тоже, просто поверхность нашей планеты под ним искривлялась в точности в соответствии со скоростью этого падения – вследствие поперечного движения этого камня. МКС тоже находится в состоянии свободного падения на Землю. И Луна тоже. Как и у ньютоновых камней, поперечная составляющая их скорости не позволяет им врезаться в землю.

Замечательное свойство свободного падения – постоянное состояние невесомости в любом аппарате, движущемся по такой траектории. В свободном падении все вокруг вас движется ровно с той же скоростью, что и вы. Весы между вашими ногами и полом тоже будут в свободном падении. Поскольку их ничто не будет прижимать, они покажут нуль. Исключительно по этой причине астронавты в космосе находятся в состоянии невесомости.

Однако когда космический корабль разгоняется, начинает вращаться или испытывает сопротивление земной атмосферы, невесомость прекращается и астронавты снова приобретают некоторый вес. Каждый любитель научной фантастики знает, что если вращать космический корабль с нужной скоростью или придавать ему ускорение, равное ускорению свободного падения на поверхности Земли, будешь весить ровно столько, сколько на приеме у семейного врача. Так во время долгих и скучных путешествий можно, в принципе, искусственно создавать земную гравитацию.

Еще одно важное приложение небесной механики Ньютона – это «эффект рогатки». Космические агентства часто запускают зонды, собственной энергии которых недостаточно, чтобы достичь далекой цели в межпланетном пространстве. Поэтому космические кудесники отправляют такие зонды по хитроумным траекториям, которые пролегают около движущегося источника тяготения, например Юпитера. Падая в сторону Юпитера в том же направлении, в каком движется он сам, зонд набирает скорость, равную орбитальной скорости Юпитера, а потом вырывается вперед, как мяч в хай-алай. Если другие внешние планеты расположены удачным образом, зонд может по очереди повторить такой же маневр около Сатурна, Урана или Нептуна, набирая энергию при каждом сближении. Даже при однократном маневре у Юпитера скорость зонда можно удвоить.