Эффект Кесслера и еще 10 терминов из космонавтики, которые необходимо знать

Орбита

Орбиту можно обозначить как путь небесного тела в гравитационном поле другого тела. Притяжение небесного тела не позволяет спутнику улететь, а центробежная сила не дает ему упасть. Орбиты есть у искусственных спутников Земли, и у спутников планет. Земля движется по орбите вокруг Солнца. Но и само наше светило движется по орбите вокруг центра Галактики. Один оборот Солнце делает за 225–250 миллионов лет, двигаясь по своей орбите со скоростью 217 км/с. Движется и Галактика. Ее скорость относительно фонового реликтового излучения составляет 552 км/с. Но, вероятнее всего, это не орбитальная скорость. Как полагают ученые, Млечный Путь и соседние галактики движутся в сторону Великого Аттрактора, являющегося центром тяжести Ланиакеи, сверхскопления галактик, которое, конечно, уже сложно назвать нашим домом, но нашим районом можно.

Для того чтобы спутник мог находиться на орбите достаточно долго, его скорость должна быть равна или превышать первую космическую, но не быть больше второй космической скорости. Если скорость спутника Земли будет меньше, он упадет на поверхность планеты, если больше, то он уже станет спутником Солнца.


Траектория орбитального полёта КК «Восток-1» (один виток вокруг Земли) /© wikimedia.org

Суборбитальный полет

Первые полеты в космос зачастую не были орбитальными полетами. То есть космический корабль пересекал линию Кармана – условную границу атмосферы и космического пространства, – но искусственным спутником Земли так и не становился. Так, например, первый американец в космосе Алан Шепард совершил именно суборбитальный полет.

Спустя три недели после полета Юрия Гагарина 5 мая 1961 года ракета-носитель  «Редстоун» вывела космический корабль «Меркурий-Редстоун-3» с Аланом Шепардом на борту в космос. Космический корабль достиг высоты 186,5 километра, после чего совершил посадку в океане. Всего полет продлился около 15,5 минут. Из них примерно 5 минут Шепард находился в состоянии невесомости.  Гагарин же находился в космосе 1 час 48 минут. И, в отличие от американского корабля, «Восток-1» совершил один виток вокруг планеты, после чего совершил управляемый спуск на Землю.


Траектория суборбитального полёта «Меркурий-Редстоун-3» /© wikimedia.org

Суборбитальные полеты весьма перспективны с точки зрения туризма. По сравнению с полноценными полетами в космос, они представляются более дешевыми. Американская компания Blue Origin как раз и делает ставку именно на них. Многоразовый корабль и ракета для суборбитальных полетов, создаваемые компанией, названы именно в честь Шепарда – New Shepard. Согласно устоявшемуся определению, суборбитальный полет – это космический полет летательного аппарата по баллистической траектории со скоростью, меньшей первой космической. То есть такой скоростью, которой недостаточно для вывода на орбиту искусственного спутника Земли.

Космическая скорость

Так почему же освоение космоса для некоторых стран началось с суборбитальных полетов? Просто для вывода спутника на орбиту требуется достичь большей скорости на старте, а следовательно, требуется ракета большей мощности, чем для «простого» полета в космос. Сравните хотя бы ракеты New Shepard и Falcon 9. Первая космическая скорость для нашей планеты равна 7,9 км/с. А вот чтобы преодолеть тяготение Земли, например для запуска автоматических межпланетных станций, требуется достичь скорости 11,2 км/с.

Для каждого небесного тела имеются свои значения космических скоростей. Луна намного менее массивная, чем Земля, и поэтому и первая, и вторая космические скорости здесь меньше. Для того чтобы выйти на окололунную орбиту (например для того чтобы вернуться с поверхности Луны на корабль, оставшийся на окололунной орбите), требуется скорость 1,7 км/с. Чтобы начать полет к Земле, – уже 2,4 км/с.

Геостационарная орбита

Геостационарная орбита (ГСО), наверное, самая «дорогая» орбита из всех, находящихся в околоземном пространстве. Количество мест на ней ограничено объективными причинами. Ее длина – 264 924 км, и находиться на ней могут только определенное количество спутников, чтобы не мешать друг другу. Неслучайно некоторые экваториальные страны в разное время предъявляли свои «территориальные» претензии на ГСО. Взять под свой суверенитет орбиту пытались Бразилия, Колумбия, Индонезия, Конго, Кения и другие страны.



Спутник на ГСО постоянно находится над одной точкой /© wikimedia.org

Уникальность орбиты обусловлена тем, что она проходит строго над экватором и только на одной высоте – 35 786 км над уровнем моря. Только на этой высоте спутник, обращающийся в направлении вращения Земли, имеет период обращения, равный периоду вращения Земли. Это позволяет спутнику как бы зависать над одной точкой. Для наблюдателя с Земли он будет все время находиться в одной точке неба – точке стояния. А если так, то это позволяет для приема сигнала, и в первую очередь телевизионного, использовать сравнительно простую и недорогую аппаратуру – спутниковые тарелки. К слову, точка стояния спутника Eutelsat 36B, с которого осуществляется вещание на европейскую часть России «Триколор ТВ» – 36° в. д. Это непосредственно над территорией Кении.

Высокая эллиптическая орбита

Конечно, геостационарная орбита имеет много преимуществ. Но все же спутниковое телевещание в нашей стране началось не с нее. Первый советский спутник связи «Молния-1» был выведен на высокую эллиптическую орбиту. Ее апогей (максимальная высота) достигал 40 000 километров и на каждом втором витке находился над территорией СССР. Наклонение орбиты составляло 63,4°. Благодаря этому спутник хорошо был виден принимающими станциями практически на всей территории страны.

Конечно, о приеме сигнала на антенны, подобные современным спутниковым тарелкам, и речи быть не могло. В отличие от геостационарных спутников, «зависших» в одной точке, «Молния-1» постоянно перемещался по небу. Траекторию спутника в небе непрерывно отслеживали большие параболические антенны, поворачиваясь вслед его движению.


«Cпутниковая тарелка» 60-х и орбита «Молния»/ ©ТАСС, wikimedia.org

Такая орбита была выбрана по двум причинам. На тот момент, а это начало 60-х годов, СССР просто не располагал ракетами-носителями, способными выводить спутники на геостационарную орбиту. Другая причина была в том, что геостационарная орбита не позволяет обеспечить телевещание и связь в высоких широтах и в районах Крайнего Севера.

Поделись с друзьями


Жми "Нравится Страница", чтобы получать новые статьи каждый день

Страница: 1 2