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

В ожидании космического отпуска В ожидании космического отпуска

Самые реальные варианты космического туризма

Популярная механика
Моя терапия: «Я пообещала маме и себе, что буду счастливой» Моя терапия: «Я пообещала маме и себе, что буду счастливой»

Когда мир рушится и все против нас, очень сложно найти опору в себе

Psychologies
Киберпанк-2021 Киберпанк-2021

Проект нового направления в музыкальной индустрии родился на стыке технологий

Популярная механика
«Милые люди Олимпиад не выигрывают» «Милые люди Олимпиад не выигрывают»

Фехтование как материал для блокбастера

Огонёк
Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб

Пустыня Мохаве что-то шептала в темноте, пока Безумный Майк готовился к полету

Популярная механика
«Африканцы глупее других!»: 6 самых громких скандалов из-за Нобелевской премии «Африканцы глупее других!»: 6 самых громких скандалов из-за Нобелевской премии

В чем упрекают этих нобелевских лауреатов

Cosmopolitan
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Наука побежать. 5 уникальных побегов через Берлинскую стену Наука побежать. 5 уникальных побегов через Берлинскую стену

5 случаев побега из развивающегося социализма ГДР в загнивающий капитализм ФРГ

Maxim
Одно спасительное имя Одно спасительное имя

Как называют лекарства?

Популярная механика
Любимые рецепты Лали Чочия. Маффины из тыквы Любимые рецепты Лали Чочия. Маффины из тыквы

Лали Чочия делится рецептом сытных и полезных тыквенных маффинов

Seasons of life
В поисках ядерного буксира В поисках ядерного буксира

Почему ядерные корабли до сих пор не появились?

Популярная механика
«Есть в России национальный продукт, называется шаурма»: как основатель «Додо Пицца» планирует завоевать рынок донеров и кофе «Есть в России национальный продукт, называется шаурма»: как основатель «Додо Пицца» планирует завоевать рынок донеров и кофе

Основатель «Додо Пицца» о том, как он будет бороться с плохой репутацией шаурмы

Forbes
Убийственный «гипер» Убийственный «гипер»

Все об аэродинамике самого перспективного оружия

Популярная механика
Коронованная принцесса. Как создавались наряды Дианы для сериала «Корона» Коронованная принцесса. Как создавались наряды Дианы для сериала «Корона»

Анна Баштовая — о том, как создавался образ принцессы Дианы в 4 сезоне «Короны»

Esquire
Поля морей Поля морей

Новые технологии сельского хозяйства: фермы в океане

Популярная механика
«Я легкий на подъем человек» «Я легкий на подъем человек»

Анжелика Варум, несмотря на все сложности карантинного времени, успела немало

OK!
Новая «Арктика» Новая «Арктика»

Атомоходы ЛК-60Я заменят ледоколы прошлых поколений

Популярная механика
Гаджеты = лишний вес Гаджеты = лишний вес

Учёные: активное использование гаджетов может стать причиной лишнего веса

Здоровье
Русские гонки Русские гонки

Первый Кубок России по авиагонкам прошел 19 сентября в Орешково

Популярная механика
Чем наполнить новогодние праздники Чем наполнить новогодние праздники

Как порадовать себя в новогодние праздники и сделать эти дни чудесными

Домашний Очаг
Иллюзия успеха Иллюзия успеха

Четыре истории о талантливых мастерах пускать пыль в глаза

Популярная механика
Cadillac XT4. В борьбе за европейские ценности Cadillac XT4. В борьбе за европейские ценности

Cadillac довольно осторожно, но всё же переходит на новый для себя уровень

4x4 Club
Билет в один конец Билет в один конец

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

Популярная механика
Лиза против всех: интервью с русской Тоней Хардинг – Елизаветой Туктамышевой Лиза против всех: интервью с русской Тоней Хардинг – Елизаветой Туктамышевой

Чемпионка мира о четверных прыжках, работе с психологом и запуске линии одежды

GQ
Маломощные реакторы спасут мирный атом Маломощные реакторы спасут мирный атом

Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке

Популярная механика
Праздничный марафон Праздничный марафон

Новогодние праздники – серьёзное испытание для организма

Здоровье
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
Бет: Начало Бет: Начало

«Ход королевы» — сериал об одиночестве и новой суперсиле

Weekend
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Вибратор и еще 6 предметов, которыми люди пользуются не по назначению Вибратор и еще 6 предметов, которыми люди пользуются не по назначению

Некоторые вещи изобретались не с той целью, с какой мы используем их сейчас

Maxim
Открыть в приложении