Время полета ракеты до орбиты Луны зависит от избытка начальной скорости ракеты над второй космической скоростью и будет тем меньше, чем больше этот избыток. Выбор величины этого избытка был произведен с учетом того, чтобы прохождение ракеты вблизи Луны можно было наблюдать радиосредствами, расположенными на территории Советского Союза и в других странах Европы, а также в Африке и в большей части Азии. Время движения космической ракеты до Луны составило 34 часа.
Во время наибольшего сближения расстояние между ракетой и Луной составляло, по уточненным данным, 5-6 тысяч километров, то есть примерно полтора поперечника Луны.
Когда космическая ракета приблизилась к Луне на расстояние в несколько десятков тысяч километров, притяжение Луны начало оказывать заметное влияние на движение ракеты. Действие тяготеция Луны привело к отклонению направления движения ракеты и изменению величины скорости ее полета вблизи Луны. При сближении Луна была ниже ракеты, и поэтому, вследствие притяжения Луны, направление полета ракеты отклонилось вниз. Притяжение Луны создало также местное увеличение скорости. Это увеличение достигло максимума в районе наибольшего сближения.
После сближения с Луной космическая ракета продолжала удаляться от Земли, скорость ее относительно центра Земли убывала, приближаясь к величине, равной примерно двум километрам в секунду.
На расстоянии от Земли порядка одного миллиона километров и более влияние притяжения Земли на ракету настолько ослабевает, что движение ракеты можно считать происходящим лишь под действием силы тяготения Солнца. Примерно 7-8
нваря советская космическая ракета вышла на свою самостоятельную орбиту вокруг Солнца, стала его спутником, превратившись в первую в мире искусственную планету солнечной системы.
Скорость ракеты относительно центра Земли в период 7-8 января была направлена примерно в ту же сторону, что и скорость Земли в ее движении вокруг Солнца. Так как скорость Земли равняется 30 километрам в секунду, а скорость ракеты относительно Земли — 2 километра в секунду, то скорость движения ракеты, как планеты, вокруг Солнца была равна приблизительно 32 километрам в секунду.
Точные данные о положении ракеты, направлении и величине ее скорости на больших расстояниях от Земли позволяют по законам небесной механики рассчитать движение космической ракеты как планеты солнечной системы. Расчет орбиты произведен без учета возмущений, которые могут вызвать планеты и другие тела солнечной системы. Вычисленная орбита характеризуется следующими данными:
наклонение орбиты к плоскости орбиты Земли составляет около 1 градуса, то есть весьма мало;
эксцентриситет орбиты искусственной планеты равен 0,148, что заметно больше, чем эксцентриситет,земной орбиты, равный 0,017;
минимальное расстояние от Солнца составит около 146 миллионов километров, то есть будет лишь на несколько миллионов километров меньше расстояния Земли от Солнца (среднее расстояние Земли от Солнца составляет 150 миллионов километров);
максимальное расстояние искусственной планеты от Солнца составит около 197 миллионов километров, то есть космическая ракета при этом будет находиться от Солнца на 47 миллионов километров дальше, чем Земля;
период обращения искусственной планеты вокруг Солнца будет 450 суток, то есть около 15 месяцев. Минимальное расстояние от Солнца будет достигнуто впервые в середине января 1959 года, а максимальное — в начале сентября 1959 года.
Интересно отметить, что орбита советской искусственной планеты подходит к орбите Марса на расстояние порядка 15 миллионов километров, то есть примерно в 4 раза ближе, чем орбита Земли.
Расстояние между ракетой и Землей при их движении вокруг Солнца будет изменяться, то увеличиваясь, то уменьшаясь. Наибольшее расстояние между ними может достигать величин 300-350 миллионов километров.
В процессе обращения искусственной планеты и Земли вокруг Солнца они могут сблизиться на расстояние порядка миллиона километров.
Последняя ступень космической ракеты и контейнер с научной аппаратурой
Последняя ступень космической ракеты является управляемой ракетой, крепящейся посредством переходника к предшествующей ступени.
Управление ракетой осуществляется автоматической системой, стабилизирующей положение ракеты на заданной траектории и обеспечивающей расчетную скорость в конце работы двигателя. Последняя ступень космической ракеты после израсходования рабочего запаса топлива весит 1472 килограмма.
Кроме устройств, обеспечивающих нормальный полет последней ступени ракеты, в корпусе ее расположены:
герметичный, отделяемый контейнер с научной и радиотехнической аппаратурой;
два передатчика с антеннами, работающие на частотах 19,997 мгц и 19,995 мгц; счетчик космических лучей;
радиосистема, с помощью которой определяется траектория полета космической ракеты и прогнозируется ее дальнейшее движение;
аппаратура для образования искусственной натриевой кометы.