Версия от 6.01.2021


Снимок с "Аполлона-15", 1971 г
Могут пригодиться:
Перигелий - 147 098 290 км (0,98329134 а. е.)
Афелий - 152 098 232 км (1,01671388 а. е.)
Большая полуось - 149 598 261 км (1,00000261 а. е.)
Эксцентриситет орбиты (e) - 0,01671123
Сидерический период обращения - 365,256366004 дней (365 дн. 6 ч. 9 мин. 10 сек.)
Орбитальная скорость - 29,783 км/c
Наклонение 7,155° (отн. солнечного экватора), 1,57869° (отн. инвариантной плоскости)
Полярное сжатие 0,0033528
Экваториальный радиус 6 378 245 м
Полярный радиус 6 356 863 м
Средний радиус 6371,302 км
Окружность большого круга 40 075,017 км (по экватору)
40 007,86 км (по меридиану 510 072 000 км²
148 940 000 км² суша (29,2 %)
361 132 000 км² вода (70,8 %)
Объём 10,8321·10¹¹ км³
Масса (m) 5,9726·10²⁴ кг (3·10^-6 M_☉)
Средняя плотность 5,5153 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе 9,780327 м/с² (0,99732 g)
Первая космическая скорость 7,91 км/с
Вторая космическая скорость 11,186 км/с
Экваториальная скорость вращения 1674,4 км/ч (465,1 м/с)
Период вращения 0,99726968 суток (23h 56m 4,100s) — сидерический период вращения
Наклон оси 23°26'21",4119
Сфера действия (СД) - 909 207 - 940 111 км (ср - 924 659)

Земля - главная планета Солнечной системы (с точки зрения живущих на ней). Все пути к иным мирам лежат через околоземной космос (сферу действия Земли). Всевозможные баллистически-инженерные задачи впервые отрабатывались именно в сфере действия Земли, большинство операций вне СД Земли вторичны, поэтому величина рейтинга приоритетов здесь большая.
И не только. Если другие миры надо достичь и исследовать, то с Зёмлёй задача несколько обратная - её надо покинуть, а СД Земли не только исследовать (уже в прошлом), сколько использовать. В связи с чем рейтинг и приоритеты определяются примерно так же, как и на других мирах, но с надлежащими нюансами и по 10 номинациям:
Три номинации автоматов
1. Научные (изучают Землю и СД Земли)
2. Прикладные (экспериментальные, военные и полезные)
3. Телескопы (все автоматы, изучающие объекты вне сферы действия Земли из сферы действия Земли)
Три номинации пилотируемой космонавтики
4. Космические корабли
5. ОКС
6. Автоматы пилотируемой программы Три - наземные (и атмосферные) объекты
7. РН
8. Космодромы
9. Прочая наземка
И, собственно,
10. космонавты

Надо уточнить некоторые понятия:
1. Граница атмосферы/космоса

Границу атмосфера/космос я считаю на высоте 122 км от условной сферы 6371,302 км. Объясняю, почему ФАИ, а после неё и многие прочие установила планку на высоте 100 км. От уровня моря, надо думать. А м.б. и от нижележащей поверхности. И это правильно, так в авиации принято, высота определяется высотометрами разных типов, которые замеряют либо давление, либо расстояние до подстилающей поверхности. И совершенно лётчику наплевать, что на полюсе он на 21,3 км дальше от центра Земли, чем на экваторе. Но в космонавтике дело обстоит иначе. Эти 21,3 км очень могут повлиять на баллистические расчёты. Даже само экваториальное вздутие изменяет траекторию ИСЗ и это надо учитывать. Поэтому считают от условной сферы, а граница атмосферы - не просто круглое число, а вполне материальная преграда, которая весьма могуче подействует на КА. Я вычислял границу задолго до эпохи шаттлов и сильно удивился, что шатл при возвращении переходил на аэродинамическую схему полёта именно на высоте 122 км от уровня..., не моря, а именно условной сферы Земли, имеющей радиус 6371 км Есть и ещё одно обстоятельство: всякий полёт в космос (особенно на заре космонавтики) - это политика и пропаганда. Очень многие пуски обходились без каких-либо измерений высоты, а в военных баллистических ракетах и вообще - важна дальность, точность и мощность. Высота просчитывалась чисто теоретически. Для невоенных ракет высота была обычно важна, но измерялась крайне примитивно. А если, например, ракету отслеживали несколько радаров + приборы на борту, то какое значение пойдёт в доклад? Правильно, наибольшее. Часто замеры не удавались. Часто различались сильно, порой вообще ракета просто не взлетала на нужную высоту, а признаваться в этом не хотелось. И тогда в открытую печать (а м.б. и в отчёты) шла цифра "около 100 км". Вот и разбирайся - была ракета в космосе или взлетела лишь на 76 км (это тоже "около" для нелюбителей статистики). Круглая цифра привлекает и вызывает желание приврать, если она немного меньше. Именно поэтому желательно избегать "круглых цифр". В 1957 году появились и быстро смолкли угрозы и запреты по поводу пролёта советского спутника над США. Хотя и писали, что возможно, фотоаппараты уже есть на спутнике, а если нет, то непременно появятся и сверху всё будет видно (какой ужас!), но предотвратить полёты над страной вражеских спутников было невозможно. Сбивать спутники сначала не умели, а когда научились, пришло понимание, что лучше против законов баллистики не воевать. А надо установить границу. Однако юристы до сих пор не договорились и лишь природа сама разграничила пространство, контролируемое государством, от неконтролируемого космоса. Но проблема осталась. Например, идущий на посадку космический корабль явно нарушает воздушное пространство многих стран, особенно соседних. Скажем, наши "Союзы" пролетают достаточно низко над Турцией и Кавказом, а китайские корабли снижаются над не слишком благожелательной Индией. Итак, даже если корабль садится на территории своего государства, он неизбежно нарушит воздушные границы соседей. Есть такой закон (если его не запантетовали, можно назвать моим именем :)). Степень добрососедских отношений прямо пропорциональна расстоянию между государствами и обратно пропорциональна их возможностям. Скажем, у России неплохие отношения с Австралией, а с Новой Зеландией просто замечательные, несмотря на то, что они входят в какие-то "агрессивные блоки" и воевали в Корее и Вьетнаме против СССР, а вот с соседями (всеми) у России, прямо скажем, постоянно конфликты, переходящие в войны. Даже с главным своим противником - США (в сфере идеологии) у СССР когда-то были прекрасные отношения, американцы построили нам тысячи заводов и сами на этом заработали, потом вообще союзники, ленд-лиз, Сталин с Рузвельтом - братья по оружию. Но вот державы начали превращаться в сверхдержавы, соприкоснулись сферами интересов и границами своих сателлитов и началось... Да что там СССР или Россия. Закон распространяется на всех. Германия, Франция, Польша - все умудрялись множество раз передраться, в то же время ни разу не ссорились с Гондурасом или Парагваем. И вторая часть правила - работает. США не близко, но постоянно является главным пугалом. Да что там говорить - Новая Зеландия была приятна во всех отношениях не только из-за удалённости, но из-за неспособности (даже теоретически) принести какой-то вред. И вдруг они начали запускать в космос ракеты! Это как минимум, подрыв конкурентноспособности "Роскосмоса"! И вот уже Новая Зеландия не в лидерах по добрососедским отношениям, несмотря на удалённость. Конечно, её стали сразу же оправдывать, что ракеты запускает американская компания, но уже поздно, осадок остался - в лидеры-добрососеды вышли Тонга, Вануату, Папуа-Новая Гвинея... Да, собственно повсеместно малые государстве не любят большие и могучие. [конец размышлизма] Я это к тому, что возвращающиеся на Землю корабли производят снижение не только в самых неблагоприятных физических условиях, но и политико-юридических тоже. Пока всё обошлось, но проблема осталась.

2. Как измеряли высоту полёта?

В первые годы космической эры (и до неё) считали чисто по авиационному, в результате цифры сильно разнятся. И ИСЗ и Гагарин имеют весьма разные перигеи-апогеи. А есть ещё высота космодрома. Не сбылись прогнозы фантастов - нет космодромов на вершинах гор или на горных плато. Самый высокогорный космодром - Тайюань - 1,5 км. Кроме того параметра, ничего рекордного за ним не числится. Но всё же для точности надо учесть и высоту космодрома над уровнем моря. Для Уайт-Сэндз - 1291 м. В 40-х годах такой точности не знали, принимали 1,22 км. Вычислим, какая высота до границы амосферы "по авиационным понятиям". Широта космодрома 32°30'47"N (32,51°). cosφ = 0,86154056 Re - Rp = 21 382 По упрощённой формуле R=cosφ (Re - Rp) = 18 421 м - на столько уровня моря на широте Уайт-Сэндза выше, чем уровень моря на полюсе А кто желает, может пересчитать по формуле Красовского: 18 421 м + 6 356 863 м = 6 375 284 м - расстояние от центра Земли до уровня моря на широте Уайт-Сэндза 6 375 284 - 6 371 302 = 3 913 м - на столько выше условной сферы 3 913 м + 1291 м = 5204 м - с учётом высоты над уровнем моря до границы космоса 116 796 м на такую высоту надо взлететь ракете, чтобы наверняка побывать в космосе

3. Что такое "космическая" скорость?

Скорость равная или выше местной орбитальной - называется космической. Существует для любой точки пространства

Таблица с градацией приоритетов выстроена на паритетных началах: 5 баллистических задач + 5 инженерных, 10+10, 20+20 и т.д.
Конечно, порой трудно провести грань между баллистикой и инженерией, порой что-то будет перевешивать, важность того или иного приоритета меняется со временем, но будем придерживаться пока такой схемы.
Если с баллистикой всё ясно - космоса достигает лишь весьма серьёзный аппарат, то надо пояснить, почему наивысший приоритет я отдал инженерным задачам, которые по плечу даже детскому кружку "Умелые ручки", возглавляемому ветераном первых пятилеток. То, что это безусловно впервые, как для Земли, так и вообще для всех других миров - это понятно. Но именно социологическое воздействие этих простеньких приоритетов было чудовищно огромным. Первые годы космонавтики безусловно потрясли человечество простенькими инженерными фокусами. Как следствие, были получены два незапланированных процесса:
А) ракетно-космическая гонка. Да, в гонке участвовали два правительства, два государства, две сверхдержавы, две системы. Однако гонка, породившая стремительный взлёт ракетостроения, когда за 10-15 лет было сделано неимоверно много, не состоялась бы без пары миллиардов болельщиков и миллионов энтузиастов. В деле освоения космоса власть и народ оказались ненадолго буквально едины. А потом гонка сошла совершенно на нет и даже фотосессия Плутона не вызывает и сотой доли того восторга, как вид летящего спутника. Озарение-понимание, что спутник летает без топлива, падает, по существу, но не упадёт - факт для народа куда более значимый, чем сообщения, что где-то запустили термоядерный индуктор.
Это было похоже на всемерный восторг от первых летающих этажерок начала авиации, только он благодаря телевидению был гораздо масштабнее. Никогда уже не будет такого, как не сможет вызвать никакой самолёт того потрясения, как Первый. Да, авиашоу способно собрать ещё толпы народа, но это всё же авиафанаты, а не весь народ, как всего сотню лет назад:
Коляскам тесно у обочины.
Взволнованы и озабочены,
Толпятся купцы и рабочие.
И каждый без памяти рад
Увидеть как в небе над городом,
В пространстве, наполненном холодом,
Под звуки нестройного хора дам
Нелепый парит аппарат.
Б) Я абсолютно уверен, что лишь благодаря космонавтике СССР просуществовал ещё 34 года после запуска Первого ИСЗ, из которых вполне зримо лидировал целых 8 лет. На фоне потрясений от развенчания культа Сталина и полуправды о страшных потерях в войнах и репресиях, разочарований от отмены обещенного в 20 лет коммунизма, когда вместо "обгона Америки по молоку и мясу" наступил настоящий голод. Когда расстреливали Венгрию, Новочеркасск и Чехословакию, когда раз за разом мир балансировал на грани атомной войны то с Америкой, то с Китаем ...и т.д. - была область, где победы были зримы и признавались всем миром. "Зато мы делаем ракеты..." - и теплилась надежда, что раз делаем лучшие в мире ракеты, то научимся делать подгузники, носки, дороги и даже автомобили.
Затем та же космонавтика явилась одним из факторов гибели СССР, но это уже другая история.
10 приоритетов для Земли
КА непилотируемых программ:
Земля - родина космонавтики и, конечно, уникальна среди всех прочих миров. Прежде всего планета вполне изучена и освоена, изучение Земли с орбиты ведётся, но это всё же не главные по важности задачи. Зато почти все баллистические и инженерные задачи решались в околоземном космосе. Решались трудно, часто не с первого раза. Но все они имели критерий "впервые" - без всяких уточнений "впервые на Луне, ... на Марсе".

КА непилотируемых программ:

Приоритет	Страна	Дата	КА	Иные страны	Коммент	Фото	Рейтинг
Первая ПН в космическом пространстве	США	13.06.1946	ФАУ-2 №5	2) СССР - 16.05.1957	1		500

Это первая ракета, запущенная из Уайт-Сэндса, 16 апреля 1946 года. Пуск был неудачен, но конструкцию хорошо видно. 1 Первая ПН в космическом пространстве Я не забыл - первой в космосе оказалась немецкая ФАУ-2, запущенная с полигона Близна ещё в 1944 году. Кроме того, более чем вероятно, поднималась за границу атмосферы ещё раньше. Однако немецких ракетчиков интересовали лишь дальность и точность попадания. Ракета была засекречена и от своих учёных. Полезной нагрузкой тонну взывчатки или тонну краски для маркировки места падения назвать невозможно. А когда в сентябре 1944 года ФАУ-2 была частично рассекречена (ракеты обрушились на Лондон и города, освобождённые союзниками), немецкие инженеры срочно начали делать под неё приборы для исследования атмосферы (опять же в интересах военных). Но - не запустили, не успели, либо ракету пожалели ("всё для фронта, всё для победы"). Поэтому приоритет на первую ракету в космосе немцы заслужили, а приоритет по исследованию космоса потеряли. Вместо победы Германия испытала жестокое поражение, не помогли им ФАУ. Все ракеты у Германии отобрали и впредь ими заниматься запретили. Осталось довольно много "ФАУ-2", которых немцы не успели взорвать или запустить. Целых ракет, собственно, не было - немцы определили, что собирать ракету лучше перед пуском (скоропортящаяся вещь!), поэтому речь идёт только о полноценных комплектах. Забавны поэтому стенания некоторых горе-историков, что американцам достались целые ракеты, а советские специалисты собирали их из запчастей. До 100 комплектов ракет досталось американцам (только 2 собраны на месте), 11 - СССР, несколько - англичанам и французам. Разница в количестве тоже объясняется весьма просто - по советским войскам/городам не было запущено ни одной ФАУ-2, в то время как тысячи этих ракет обрушивались на Англию, Антверпен, на войска союзников. Которым и достались основные ракетные трофеи, они оказались на западе Европы. Французы решили не копировать ФАУ, англичане в 1945 запустили 3 ракеты из Куксхафена по штатной программе на дальность (запускали немецкие ракетчики), собрав на зрелище союзников, на этом и закончили с ФАУ и даже с баллистическими ракетами вообще на многие годы. СССР все 11 ракет испытал в штатном исполнении - на максимальную дальность. Американцы запустили более 60 ФАУ-2. Причём все они были запущены как высотные ракеты, все вполне по научным и техническим программам, ни одна не была испытана как баллистическая ракета (впрочем, размеры полигона не позволяли запускать на полную дальность) В 1946-1956 американцы с помощью немецких и своих ракет добились многих побед и были совершенно уверены, что в ракетостроении они впереди всех. Нет сомнения, что и первые полезные нагрузки в космос отправили тоже они. Но вот с датой надо разобраться. ФАУ №2 - 16.04.1946 - неудача ФАУ №3 - 10.05.1946 - 112,9 км ФАУ №4 - 29.05.1946 - 112,4 км ФАУ №5 - 13.06.1946 - 117,7 км не совсем ясно, как мерили высоту - от поверхности или от уровня моря. Но Лей указывает высоту 116 км. Будем считать, что он считал от поверхности, а 117,7 из других источников - от уровня моря (в любом случае граница космоса практически достигнута) Проводилось изучение солнечного излучения и замерялись параметры верхних слоев ионосферы. Необходимое для этого оборудование создали специалисты Лаборатории ВМС США. Заказчиком экспериментов выступила компания «Дженерал электрик». Если вдруг где-то с высотой окажется ошибка, то приоритет надо отдать ФАУ-2 №7 (9.07.1946), которая взлетела на 134,7 км. Впрочем, американцы и до ФАУ-2 немало успели (в отличие от СССР, где умело и быстро применили немецкий опыт). В 1943 г они развернули широкую ракетную программу. В отличие от ракет Годдарда, который совершенно не стремился к высотным рекордам, а занимался системой управления, была поставлена задача создать высотную ракету. «Прайвит-А» была создана, пусковые испытания проводились с 1 по 16 декабря 1944 года в Лич-Спринге близ Барстоу (Калифорния). Всего было произведено 24 пуска. Средняя дальность составила примерно 16 000 м, максимальная - 18 000 м. Высоту не определяли. Отмечу пока - до рекордов высоты далеко и никакой ПН нет. Весной 1945 г была подготовлена к испытаниям опытная ракета «Прайвит» F. Она была предназначена для исследования влияния несущих поверхностей на полет управляемого снаряда. Летные испытания ракеты состоялись с 1 по 13 апреля 1945 года на полигоне Гуеко в форте Блисс (Техас). Полигон был оборудован радиолокатором наблюдения за траекторией полета ракет и кинокамерами для съемки начального участка траектории. Всего было запущено 17 ракет. Как «Прайвит» А, так и «Прайвит» F были опытными ракетами; они предназначались только для изучения конструкции ракет. Приборы, которые на них устанавливались, должны были давать сведения о поведении ракеты в полете. Однако вскоре из управления артиллерийско-технического снабжения поступило задание определить возможность создания такой ракеты для исследования верхних слоев атмосферы, которая могла бы поднять полезный груз весом около 11 кг на высоту до 30 км. Эта ракета, получившая название ВАК-Корпорал (у нас её обозвали «ВАК-Капрал» и название прижилось). Летные испытания ракеты были проведены в период с 26 сентября по 25 октября 1945 года на испытательном полигоне в Уайт Сэндз. 11.10.1945 ракета достигла высоты 71,6 км. (44 мили). Этой высоты достигали в трёх запусках. В 1946 году были запущены еще несколько этих ракет. Потом эту ракету скомпоновали с ФАУ-2 в качестве 2-й ступени. №9 30.07.1946 - рекорд - 161,5 км №12 10.10.1946 - 174,2 км В СССР "за 122-й км" высоты не запускали долго. ФАУ-2, все 11, были испытаны по штатной программе на дальность ещё в 1947 году, в 1949 стали производить их аналог - Р-1, потом Р-2, потом Р-5, все они были способны взлетать в космос, наверняка и взлетали, но всё это были военные ракеты, без мирной ПН. У них были и мирные модификации, но высота подъёма либо не сообщалась вовсе, либо округлялась - 100 км, потом - 110 км. Совсем уж точно в космосе советская геофизическая ракета Р-2А побывала лишь 16 мая 1957 года с двумя собаками. Высота - 210 км. Вполне возможно, что иные страны сдвинули СССР в этом приоритете на 3-е или даже 4-е место. Например, Франция уже в 1954 году 4 раза запускала ракету "Вероника" на высоту до 135 км. Но мне неизвестно, была ли там ПН. Уже в 1958-59 в космос отправились высотные ракеты в Канаде и Англии.