ДЕСЯТАЯ |
У |
Другая основная физическая величина, влияющая на полет космического тела, может быть уподоблена, с известным упрощением, инерции (по первому закону Ньютона). Совокупность движения космических тел может быть понята только через понятие инерции — качества, присущего всем материальным телам. Тело, брошенное по определенной орбите с некоторой скоростью бесконечно долго продолжает свое движение в пространстве, поскольку оно не тормозится сопротивлением атмосферы (космическое пространство можно рассматривать как относительный вакуум).
Мы уже отмечали выше, что космическая ракета продолжала свой полет по инерции после того, как запасы топлива в последней ступени были израсходованы, сохраняя скорость 11,2 километра в секунду, которая была ей сообщена. Однако притяжение Земли (несмотря на то, что его сила постоянно уменьшается по мере удаления ракеты) столь сильно влияет на скорость ракеты, что за семь часов до того момента, когда ракета достигла магнитного поля Луны, ее скорость упала до 2,2 километра в секунду. После того как ракета вошла в магнитное поле Луны, на расстоянии около 320 тысяч километров от Земли, ее скорость под действием лунного притяжения вновь увеличилась, и 4 января в 3 часа 59 минут по Гринвичу ракета прошла рядом с Луной на расстоянии, равном приблизительно полутора лунным диаметрам, со скоростью 2,45 километра в секунду — точно так, как это и предполагалось заранее.
Благодаря такой скорости Луна не смогла притянуть к себе ракету, однако она замедлила ее скорость и, таким образом, изменила направление движения ракеты так, что ракета перешла на эллиптическую орбиту, в одном из фокусов которой находится Солнце. Масса Солнца настолько велика, что почти полностью определяет характер орбиты советской космической ракеты. Поэтому с того момента как ракета покинула зону лунного притяжения, она стала первой искусственной планетой нашей солнечной системы. Чтобы заставить тело вращаться по желаемой космической орбите, необходимо совершенно точно знать силу притяжения других небесных тел в каждой точке предполагаемой орбиты. Однако еще труднее вычислить величину сил, влияющих на движение ракеты в начале ее пути. Достаточно вспомнить отклоняющий эффект земной атмосферы. Наиболее сложной задачей является математический расчет траектории ракеты, запущенной с Земли в сторону Луны, поскольку в данном случае речь идет о взаимодействии трех тел — о так называемой «системе трех тел». Эта классическая проблема механики не может быть решена точными математическими методами, так как здесь мы встречаемся в общей сложности с 18 неизвестными величинами, причем положение каждого тела в пространстве определяется тремя координатами и тремя образующими скорости. Из этих 18 неизвестных поддаются расчету только 10, поэтому решение получается лишь приблизительным. Все это дало новое направление большим работам Института математики Академии наук СССР, начало которым было положено еще пять лет назад, когда для решения проблемы трех тел начали применяться электронно-счетные машины, и за два года она была решена. Вполне возможно, что математики уже с тех пор занимались вычислением орбиты ракеты, запущенной в сторону Луны. Эти и последующие расчеты всех возможных траекторий движения к Луне помогли обнаружить очень интересный факт. Оказалось, что силы тяготения Луны недостаточно для того, чтобы запущенная с Земли и достигшая зоны лунного притяжения ракета притянулась к лунной поверхности и разбилась, так как подобная ракета сможет освободиться от силы притяжения Луны благодаря своей скорости. Чтобы «приземлиться» на Луну или стать ее спутником, ракета, достигшая поля лунного тяготения, должна иметь возможность затормозиться и быть управляемой. Поскольку последняя ступень советской космической ракеты не была снабжена соответствующими приспособлениями, становится очевидным, что цель советских ученых состояла в том, чтобы превратить ракету в спутник Солнца.
Между 7 и 8 января, через пять дней после запуска, новый эстероид вышел на свою заранее определенную орбиту, эксцентрицитет которой (0,148) значительно превосходит эксцентрицитет Земли, равный 0,017. Это значит, что перигелий его орбиты будет находиться от Солнца на расстоянии приблизительно 148 миллионов километров, а афелий — на расстоянии 197 миллионов километров. Новая планета будет совершать свой путь вокруг Солнца за один солнечный год — 15 месяцев (по последним данным — за 450 дней). Уже 14 января ракета достигла точки перигелия, а в начале сентября 1959 года она будет находиться в наиболее удаленной от Солнца точке своей орбиты (афелий). Что касается расстояния советского спутника Солнца от Земли, то оно постоянно меняется. Наибольшее расстояние составит, по-видимому, от 300 до 350 миллионов километров, а наименьшее — около 15 миллионов километров (в начале 1975 года).
При запуске советского звездного корабля была применена электромагнитная система телеуправления, которая обеспечивалась установленным в контейнере автоматическим блоком. Общий вес размещенных в контейнере приборов для исследования космического пространства (не учитывая веса источников питания) составил 361,3 килограмма. С помощью счетчиков, находящихся в контейнере, удалось впервые получить подробные данные о космической и солнечной радиации, которой подвергается Земля.
Изучение магнитного поля Луны также имеет огромное теоретическое и практическое значение (в частности, для будущих полетов на Луну). Программа исследований межпланетной лаборатории предусматривала проведение научных работ по изучению радиоактивности Луны, космического газа (присутствие которого предполагалось теоретически), вероятности столкновения с метеоритами и микрочастицами. С помощью ряда передатчиков данные поступали с борта ракеты на наземные станции, передатчики позволили вести наблюдение за полетом ракеты с помощью целой сети радарных установок, расположенных по всей территории Советского Союза. Трудно себе представить всю сложность этой системы, куда входили автоматические радары, определявшие элементы траектории, группа телеметрических станций, регистрировавших данные, поступавшие с борта ракеты, специальная радиофоническая система, которая контролировала орбиту в пределах 500 тысяч километров от Земли, то есть до того момента, когда ракета покинула магнитное поле Луны. Научные данные, которые передавались с помощью сигналов одного из трех передатчиков, установленных на борту ракеты, работавшего на частоте 183,6 мегагерца, безусловно, будут иметь большое значение, в частности, для будущих полетов на Луну и планеты, поскольку применявшаяся частота соответствует той, которая применяется в существующих телевизионных каналах.
В заключение мы хотели бы коснуться чрезвычайно интересного опыта, который был произведен физической лабораторией, перенесенной в межпланетное пространство. 3 января в 1 час 57 минут по Гринвичу, в то время когда ракета находилась на расстоянии около 130 тысяч километров от Земли, ракетой в течение 5-7 секунд был испарен 1 килограмм натрия, и таким образом была создана искусственная комета. В условиях, существующих в околосолнечном космическом пространстве, пары натрия приняли интенсивный желтый цвет. Исследование этого явления поможет получить важные данные о свойствах мирового пространства. Облако натрия в течение нескольких минут достигло 500 километров в диаметре, что позволило произвести оптические наблюдения над полетом космической ракеты.
Десятая планета вращается вокруг Солнца. Человечество одержало победу над силами земного притяжения, создало своими руками и направило в межпланетное пространство новое небесное тело. Перед нашим поколением открылся эра космических открытий.