Земля — Луна

Нашему конструкторскому бюро было поручено не только проектирование и строительство межпланетного корабля для полета на Луну. В бюро была создана и бригада расчета трассы Земля — Луна. Мы работали в тесном контакте с рядом астрономических обсерваторий и научно-исследовательских институтов.

Точный расчет трассы космического полета Земля — Луна представляет собой сложнейшую научную проблему, связанную с исключительными трудностями.

Это объясняется тем, что корабль летит в пространстве, где действуют силы тяготения: он притягивается Землей, Солнцем, Луной, планетами. Если бы этих сил не было, то корабль, получивший при взлете с Земли какую-то скорость, летел бы прямолинейно и равномерно до самой цели. Силы тяготения искривляют, изгибают траекторию корабля, превращают ее в сложную кривую.

Но и притяжение можно было учесть легко, если бы корабль притягивался не всеми небесными телами сразу, а по очереди. Если бы, например, корабль летел все время в поле одного только земного тяготения, то рассчитать траекторию его полета не представляло бы никакого труда. То же самое было бы, конечно, и в случае полета в поле тяготения одного только Солнца, одной только Луны и т д. Такой полет рассчитывается просто. По законам небесной механики корабль в этом случае может лететь только по одной из следующих кривых (они называются коническими сечениями): кругу, эллипсу, параболе и гиперболе. Стоит только знать скорость корабля в начальный момент, чтобы легко рассчитать его дальнейший путь. Однако в действительности на полет нашего корабля одновременно влияет притяжение и Земли, и Луны, и Солнца, и планет солнечной системы. Точного решения такой задачи ученые еще не знают. Потому приходится всю трассу полета на Луну разбивать условно на два основных участка. Принимается, что на каждом из этих участков действует только одно поле тяготения — земное или лунное, в зависимости от того, какое из них сильнее, и рассчитывается соответствующая траектория корабля А затем учитываются многие второстепенные обстоятельства, в первую очередь другие поля тяготения. Все эти второстепенные влияния несколько изменяют первоначально рассчитанную траекторию, вносят в нее, как говорят, «возмущения». Вот из-за них-то и получается таким сложным расчет. А не учти мы этих «возмущений», корабль так сильно отклонится от цели, что на исправление курса потребуется израсходовать много лишнего топлива. И это еще в лучшем случае…

Но возвратимся к трассе полета Земля — Луна. Когда мы путешествуем на Земле, все равно — по суше или по воде, то обычно в нашем распоряжении всегда много разных возможных маршрутов. Мы выбираем самый короткий или самый интересный маршрут, самый дешевый или самый удобный, самый быстрый или самый верный способ передвижения.

Не менее, конечно, свободен выбор трассы и путешествия межпланетного. Нам заданы только начальный и конечный пункты этого путешествия. Между ними можно провести бесчисленное множество всевозможных маршрутов, различных трасс. И легко видеть, что этих возможностей еще гораздо больше, чем на Земле, — ведь все эти линии трасс идут в пространстве, а не на поверхности!

Чем же руководствоваться, выбирая одну-единственную линию-трассу из всех возможных? Очевидно, условия полета по любой возможной трассе будут одинаковыми — всюду абсолютный вакуум и холод мирового пространства, всюду та же опасность встречи с метеоритами. Все то же. Остается одно — скорее добраться до цели и израсходовать при этом поменьше топлива.

Но, значит, трассу выбрать не так сложно — наилучшая из всех та, для которой время полета наименьшее и расход топлива наименьший И сразу — первая трудность. Нет такой трассы. Мало время полета — велик расход топлива, таков закон межпланетного полета.

Чем больше топлива мы можем израсходовать на полет, тем быстрее совершим его. Правда, пока нам еще рано думать о курьерских перелетах. Мы еще только выходим на межпланетные пути, еще еле-еле справляемся с самым простым и легким полетом — на Луну. Только для этого полета удается, да и то с большим трудом, разместить на корабле нужный запас топлива. Значит, на этом первом этапе самое главное избрать такой маршрут, который потребует наименьшего расхода топлива.

Какую же кривую должен прочертить в мировом пространстве наш корабль, летящий на Луну, чтобы расход топлива оказался наименьшим, — эллипс, параболу или гиперболу?