Траектория движения космических аппаратов строится с учетом разных соображений

Популярная механикаHi-Tech

К баллистическому будущему

Траектория движения современных космических аппаратов строится с учетом самых разных соображений, в число которых входит и комфортабельность полета. По мере увеличения количества людей на борту этот фактор становится для конструкторов не менее важным, чем энергетические и экономические параметры кораблей.

Текст: Николай Цыгикало

20 декабря 2019 года состоялся запуск американского космического корабля CST-100 Starliner (Сrew Space Transportation) разработки Boeing. Первый полет вышел нештатным, но не аварийным. Спустя двое суток аппарат успешно приземлился на полигоне Уайт-Сэндс. Ничего особенного, пуск как пуск.

По методу шаттла

Однако в баллистике этого и дальнейших запусков «Старлайнера» есть особенность. Ракета выводит его не на космическую орбиту, а на суборбитальную траекторию. Формирует такую траекторию вторая ступень – кислородно-водородный дедушка «Центавр», реальный космический паровоз, движимый силой водяного пара. Целевая орбита, на которую он доставляет Starliner, при космическом апогее высотой 188 км получает перигей высотой 73 км. Это атмосфера. Если «Старлайнер» пройдет такой перигей, он упадет. Поэтому после отделения от «Центавра» на суборбитальной траектории корабль доразгоняется для выхода на орбиту 40-секундным включением собственных двигателей.

Эта схема баллистически повторяет выведение Space Shuttle, запускавшегося твердотопливными ускорителями и своими главными двигателями на суборбитальную кривую. Там шаттл сбрасывал топливный бак, летевший по этой траектории вплоть до входа в атмосферу, и переходил на космическую орбиту с помощью двигателей орбитального маневрирования.

Starliner копирует баллистику шаттла до момента включения своих двигателей через 30 минут после старта. А отработавший «Центавр» валится в океан по суборбитальной траектории, которую он сформировал себе и кораблю.

Зачем «Старлайнеру» эти фокусы с суборбитальной траекторией? Такие траектории бывают разных форм, но у всех единая баллистическая основа – эллипс орбитального обращения тела вокруг центра масс Земли. И по уравнению движения, и по своей сути. Эти эллипсы частично проходят под поверхностью планеты, пересекая ее в точках, которые при движении тела по такой орбите становятся точками входа (падения) и выхода (старта). Часть орбиты над поверхностью Земли называется суборбитальной траекторией. Тело на ней не должно делать полного реального витка.

В остальном суборбитальные траектории заметно различаются. Так, боеголовки межконтинентальных ракет большой дальности поднимаются на сотни километров за атмосферу, но, имея подземный перигей, входят в плотные слои с приличным углом наклона – 10–20 градусов к горизонту. На какую глубину опустится в Землю перигей и где именно, вопрос расчета таких траекторий.

Вторая ступень принимает от первой эллиптическое движение с перигеем глубоко в мантии планеты. Ее задача – вывести перигей на поверхность и дальше в космос, на нужную высоту. По запланированному уровню подъема легко оценить требуемую энергию, работу ступени, количество топлива, время полета на главной тяге и другие параметры. Вторая ступень «раздувает» вокруг Земли суборбитальную траекторию, полученную от первой, поднимая перигей из глубин. Высота, на которой следует прекратить подъем, определяется командой на выключение двигателя.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

...Бегом под парусом ...Бегом под парусом

Кубок «Америки» – 2021 и гонка бегущих яхт

Популярная механика
Юрий Каракур: Фарфор. Отрывок из книги Юрий Каракур: Фарфор. Отрывок из книги

Рассказ из новой книги обладателя Гран-премии «Рукопись года 2020»

СНОБ
Кодекс поведения робота Кодекс поведения робота

В чем заключаются ключевые проблемы взаимодействия человека и ИИ

Популярная механика
Настоящий самодур! Настоящий самодур!

Как сработаться с неадекватным начальником?

Лиза
Билет в один конец Билет в один конец

Илон Маск мечтает умереть на Марсе, и он по-своему прав

Популярная механика
Мечты сбываются Мечты сбываются

Известные люди рассказывают о том, что хорошего случилось с ними в 2020 году

Домашний Очаг
Ламповые цветы Ламповые цветы

Как грибы подарили свет растениям

Популярная механика
На глазок не верь, на весах проверь На глазок не верь, на весах проверь

Как наладить отношения с весами?

Худеем правильно
Армия 2020 Армия 2020

Ежегодная выставка «Армия» в парке «Патриот»

Популярная механика
Генеральный директор Ленинской библиотеки — о чтении и привидениях Генеральный директор Ленинской библиотеки — о чтении и привидениях

Генеральный директор Ленинской библиотеки о приметах и вызовах времени

РБК
5 невероятных проектов для борьбы с потеплением 5 невероятных проектов для борьбы с потеплением

Как люди собираются противостоять глобальному потеплению

Популярная механика
Синдром самозванца: откуда он берется и как с ним работать Синдром самозванца: откуда он берется и как с ним работать

Распространенное явление среди тех, кто в глубине души стремится к развитию

Psychologies
Киберпанк-2021 Киберпанк-2021

Проект нового направления в музыкальной индустрии родился на стыке технологий

Популярная механика
Как писать и как не писать сообщения тому, с кем хочешь встречаться Как писать и как не писать сообщения тому, с кем хочешь встречаться

Универсальные советы по переписке, которые гарантируют успешное начало отношений

Maxim
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
6 самых смачных забастовок в истории 6 самых смачных забастовок в истории

Самые интересные и необычные забастовки в истории

Maxim
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Сами мы местные: как производят оптоволокно в России Сами мы местные: как производят оптоволокно в России

Российскому рынку оптоволокна есть куда расти

Inc.
Корабль, рожденный в «цифре» Корабль, рожденный в «цифре»

Модель имперского звездного разрушителя из кубиков LEGO весит почти 20 кг

Популярная механика
Школа женского здоровья Школа женского здоровья

6 правил, которые помогут тебе чувствовать себя по утрам бодрой и отдохнувшей

Cosmopolitan
Верхом на вихре Верхом на вихре

Возможное будущее гражданской авиации

Популярная механика
Михаил Гончаров, «Теремок»: «Сейчас спасают не бизнес, а государственный бюджет и бюджетников» Михаил Гончаров, «Теремок»: «Сейчас спасают не бизнес, а государственный бюджет и бюджетников»

Михаил Гончаров рассказал, почему больше не критикует решения чиновников

Inc.
Летящая на волне Летящая на волне

История о том, как летал один из самых необычных сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
«Искусство не терпит трафаретов» «Искусство не терпит трафаретов»

История жизни Ильи Репина в его картинах

Культура.РФ
Русские гонки Русские гонки

Первый Кубок России по авиагонкам прошел 19 сентября в Орешково

Популярная механика
Слишком большой бизнес: зачем основатель «Красного & Белого» объединил сеть с конкурентами и что поменялось за два года Слишком большой бизнес: зачем основатель «Красного & Белого» объединил сеть с конкурентами и что поменялось за два года

Что изменило слияние «Красного & Белого» с сетями «Бристоль» и «Дикси»

VC.RU
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
Найдены поразительные сходства в строении нейронов нашего мозга и колоссальных скоплений галактик Найдены поразительные сходства в строении нейронов нашего мозга и колоссальных скоплений галактик

Сеть нейронов внутри мозга и скопления галактик организованы схожим способом

Популярная механика
Лучше, чем жизнь Лучше, чем жизнь

Традиционно самыми ресурсоемкими считались спецэффекты для кино

Популярная механика
Ученые, ставшие фантастами: Стивен Эриксон и Адам Пшехшта Ученые, ставшие фантастами: Стивен Эриксон и Адам Пшехшта

Ученые Стивен Эриксон и Адам Пшехшта стали фантастами. Рассказываем о них

Популярная механика
Открыть в приложении