| А. ШТЕРНФЕЛЬД, лауреат Международной поощрительной премии по астронавтике |
"Техника-молодежи" 1959 г №4, с.4, вкл
|
| М |
На лунной карте необходимо отметить опасные места, которых при «прилунении» должны будут избегать космические ракеты будущего. И наоборот: на Луне есть места, удобные для будущих новоселов.
С искусственных спутников Луны через телевизионную камеру мы, на Земле, сможем разглядеть всю ее поверхность до мельчайших подробностей и установить, например, действительно ли поверхность Луны и, в частности, «гладь» морей образована из мелкого зыбкого песка или же из остроконечного щебня. Можно будет также со сравнительно близкого расстояния изучать закрытое сейчас для нас полушарие Луны, явления флуоресценции и фосфоресценции на Луне, исследовать так называемый «пепельный свет», «светлые лучи». Такой метод исследования Луны очень выгоден, поскольку ракета, став искусственным спутником какого-либо небесного тела, не расходует ни грамма топлива.
Забросить ракету по ту сторону Луны — задача не столь трудная с точки зрения энергетической, сколько с точки зрения управления, «дозировки» работы ракетного двигателя, уточнения скорости ракеты и ее направления. Например, в случае неуправляемых ракет достаточно при взлете с Земли развить скорость на одну десятую процента меньше расчетной, чтобы радиус досягаемости ракеты уменьшился более чем на 4 тыс. км, что превышает диаметр Луны. Это означает, что если запланированная высота облета Луны равна была 3 тыс. км или меньше, то ракета разобьется о поверхность Луны. Но облет на такой большой высоте невыгоден: только те детали на поверхности Луны, размеры которых превышают 50 м, были бы различимы с борта летательного аппарата, и то лишь в бинокль с 15-кратным увеличением.
Можно ли облетать Луну на меньших высотах? Можно, но для того, чтобы избежать аварии, придется корректировать траекторию перелета Земля-Луна на всем ее протяжении. И все же ракетам вряд ли удастся без риска приблизиться к поверхности Луны на расстояние ближе 200 км.
Воображение и расчеты подсказывают выход. Именно на этой высоте и можно бы превратить ракету в искусственный спутник. Как? Надо придать ей такую горизонтальную скорость, при которой падение спутника будет уравновешиваться движением вперед по инерции. Величина ее — 1 590 м/сек. Это примерно в пять раз меньше, чем орбитальная скорость спутника у поверхности Земли.
За 2 часа 7 мин. 38 сек. (свои сутки) такой спутник Луны пролетит по кругу 12 177 км и возвратится к исходной точке. За этот период обращения вокруг Луны он сможет на некоторое время попасть в ее тень, и на спутнике наступит ночь.
 Бип-Бип: просто не знаю, чьим — спутником быть... |
Горные вершины на Луне поднимаются примерно до высоты Эвереста (около 9 км). Это значит, что опускать спутник ниже 10 км уже опасно.
Для снижения орбиты спутника с высоты 200 км до 10 км следует довести скорость полета его до 1 548,5 м/сек, уменьшив орбитальную скорость на 41,5 м/сек. Это нелегкая операция. Допустим, что автопилот нашей ракеты «перевыполнил» программу на 2,5 м/сек. Казалось бы, это небольшая ошибка: подбросьте резинку с такой скоростью, и она подлетит всего на 0,3 м. Однако поблизости от Луны такая ошибка оказалась бы роковой: минимальная высота полета снизилась бы еще на десять с лишним километров, и спутник врезался бы в лунную поверхность. Но допустим, что навигационный маневр частичного погашения скорости спутника полностью удался. Тогда спутник постепенно сойдет со своей круговой «колеи», приближаясь все более и более к поверхности Луны.
...Мы жадно смотрим в экран телевизора. Гирлянды кратеров, многоярусные нагромождения горных хребтов, пустынные равнины неумолимо надвигаются на нас. «Падение» по эллиптической дуге продолжается час две минуты. Скорость за это время возрастает до 1 719 м/сек. Но если весь этот полет по инерции совершался под небольшим углом к горизонту, то в наинизшей точке расчетной эллиптической кривой, в периастре, полет стал строго горизонтальным. А затем, пройдя ближайшую к Луне точку, спутник Луны станет опять подниматься по симметричному полуэллипсу и снова вернется до высоты 200 км.
При полете по такой эксцентрической орбите хорошо обследовать лунную поверхность можно будет только во время прохождения через периастр. Это слишком короткое время. Чтобы спутник подольше двигался близко от Луны, надо ракету в периастре перевести с эксцентрической на круговую орбиту. Что надо для этого сделать?
При снижении ракеты круговая скорость увеличивается на один метр в секунду с приближением к поверхности Луны на 2-2,5 км и на высоте десяти километров составляет уже 1 674 м/сек. Скорость же ракеты-спутника, снизившегося до такой высоты с «двухсоткилометровой» орбиты, равна, как мы видели, 1 719 м/сек. Следовательно, в перигее надо замедлить движение спутника на 45 м/сек (1 719-1 674).
На меньшей орбите и местные сутки будут короче: здесь они будут длиться 1 час 49 мин. 20 сек. За это время спутник Луны успевает покрыть расстояние в 10 983 км — длину новой орбиты.
Однако когда он завершит полный круг, то очутится уже не над той же точкой поверхности Луны. Ведь Луна, хотя и весьма медленно, вращается вокруг своей оси. Поэтому, если спутник будет облетать лунные полюсы, то можно будет постепенно обозреть всю поверхность Луны. Для этого понадобится менее одного месяца: за 27 суток 8 часов — продолжительность лунного месяца — спутники, летящие на высоте от 200 до 10 км над Луной, совершат от 308 до 363 оборотов вокруг нее, а сама Луна — один оборот относительно звезд. Таким образом, в течение этого времени вся поверхность Луны пройдет перед глазами наблюдателей на Земле.
С высоты десяти километров все детали лунной поверхности размером около 3 м будут различимы в бинокль с 15-кратным увеличением (при среднем зрении). Люди, обладающие острым зрением, смогут различить предметы в два с лишним раза меньшие. Но ясно, что оптические приборы, которыми будут оснащаться искусственные спутники Луны, будут иметь большую разрешающую способность, чем бинокль. Однако максимальная длительность наблюдения точки на поверхности Луны с высоты 10 км снизится пятикратно: с 18 мин. 37 сек. (на высоте 200 км) до 3 мин. 42 сек.
|  |